Приложение № 2

ЭВОЛЮЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ФОРМ, ПРЕДШЕСТВОВАВШИХ ВОЗНИКНОВЕНИЮ ЧЕЛОВЕКА

Текст настоящего Приложения рассчитан на содержательное усвоение идеи естественного происхождения человека, имеющей непреходящее мировоззренческое значение. Между «обезьяним процессом» в США и попыткой проведения подобного процесса в России прошло лет 80, а представления массы людей о происхождении человека остаются на том уровне, какими они были 3 тысячи лет назад. Постоянно приходится сталкиваться с воинствующим невежеством. В процессе изучения элементарного курса философии не представляется возможным сколько-нибудь обоснованно изложить естественнонаучную сторону проблемы антропосоциогенеза из-за недостатка лекционного времени и отсутствия у студентов необходимых сведений по теории эволюции и антропологии. Уменьшить этот дефицит поможет содержание настоящего Приложения, включающего две части: 1. Элементарные сведения о современном состоянии теории эволюции, 2. Краткие сведения о родословной человека.

1. Элементарные сведения о современном состоянии теории эволюции

Мои опасения вызваны растущим влиянием вечно бодрствующей армии критикующих дарвинизм дилетантов…- всех тех, кто по причинам, не имеющим никакого отношения к науке, жадно хватается за всё, что, будучи не вполне понято, может показаться антидарвинистским. Журналисты зачастую выражают излишнюю готовность потворствовать непопулярности дарвинизма в некоторых далёких от науки кругах.

Р. Докинз. Расширенный фенотип

… За удобства и радости, которые доставляет разум… приходится расплачиваться мучительным осознанием неизбежности смерти. А ведь кроме этого есть ещё угрызения совести, тревога о будущем, боязнь за близких и прочие душевные терзания и муки…

Размышляя о подобных вещах, поневоле начинаешь подозревать, что поведай какой-нибудь доброжелатель тем обезьянам, которым суждено было стать нашими предками, о том, какая жизнь ждёт их далёких потомков, они, возможно, предпочли бы эволюционировать как-нибудь иначе и всеми силами постарались не покидать джунглей и не спускаться с деревьев на землю.

Л. Вишняцкий. История одной случайности

Осознавать, что ты – далёкий потомок животных – не зазорно и не страшно. Думать, что твоего далёкого предка слепили из праха земного, сегодня могут только невежды да

религиозные фанатики (что, впрочем, одно и то же). И это, по большому счёту, - страшно.

Найдётся не много научных теорий, отношение к которым было бы столь эмоциональным, как к теории эволюции. После публикации книг Дарвина («Происхождение видов», 1859 и «Происхождение человека и половой отбор», 1872) многие из его друзей стали его личными врагами. И хотя сейчас уже XXI столетие, ситуация не намного изменилась. До сих пор христианские фундаменталисты в разных странах ратуют за запрещение упоминания о Дарвине в школах. До сих пор обыватель с надменной усмешкой задаёт вопрос: «Неужто и вправду человек произошёл от обезьяны?». Вероятно, теория эволюции Дарвина была так болезненно принята в обществе по двум причинам. Во-первых, люди относятся к эволюции как к чему-то очень личному. Оказывается, что наши предки совершенно не походили на венец творения, каковым хотелось бы себя видеть, а были какими-то безобразными, лохматыми существами!.. Во-вторых, теория эволюции Дарвина вполне доступна пониманию мало- мальски образованного человека. Формул там нет, и слова знакомые. Попробуйте взять в руки книгу по теории Большого взрыва (научное издание, а не научно-популярное). У вас возникнет желание свысока отнестись к теории эволюции нашего района вселенной или высказать автору ряд серьёзных замечаний? Поскольку теория Дарвина создана без какой-либо статистической обработки и вообще математического аппарата (который в то время только создавался), а его книга «Происхождение видов» больше напоминает речь адвоката, чем строгое изложение научных фактов, дарвинизм оказался открытым не только для критики профессионалов – в науке это вполне естественно – но и для «опровержений» любого профана. И если сторонники дарвинизма замечали в теории многочисленные неточности и упущения, то религиозные противники теории эволюции относились к ней, как к «сидящей на пути гусыне, которую так и хочется пнуть сапогом» (Синтия Миллс).

Дарвинизм, как любая фундаментальна теория, появился не на пустом месте. У Дарвина были предшественники. Один из них – Жан Батист Ламарк (1744-1829), впервые заявивший об изменчивости видов. В отличие от многих своих современников, он был набожным человеком и верил в идею сотворения мира, часто упоминая в своих трудах «великого автора всего сущего». Возможность вымирания видов – во времена Ламарка наука располагала многими фактами на этот счёт – шла в разрез с религиозными взглядами Ламарка. Знакомясь с останками организмов, обитавших когда-то на планете, Ламарк обнаружил «плавную последовательность эволюции» и предположил, что виды, созданные богом, не вымирали, а просто превращались в новые виды. Будучи специалистом в области геологии, Ламарк знал, что климатические условия на Земле существенно изменялись в процессе смены геологических эпох. Значит, виды растений и животных должны были утрачивать свои уникальные приспособительные свойства, позволявшие существовать им в определённых условиях. То есть виды живых организмов вынуждены были изменяться вслед за изменениями окружающей среды. Второе положение, постулированное Ламарком, состоит в том, что изменения формы тела, произошедшие во взрослом организме, якобы передаются потомству. Он считал, что эти изменения происходят медленно, в результате чего одна форма жизни постепенно перетекает в другую, более приспособленную к создавшимся условиям, без какого-либо вымирания видов.

С точки зрения современной науки теория Ламарка в корне неверна, но она была чрезвычайно важной отправной точкой развития множества научных (и псевдонаучных, например, лысенковских) течений. Значение Ламарка для науки состояло в том, что он первым высказал предположение об изменчивости видов и описал механизм этой изменчивости, хотя и неверный.

Ко времени смерти Ламарка и рождения Ч. Дарвина идеи непостоянства окружающего мира всё больше овладевали умами учёных. Тем же, кто оставался верным старым идеям, всё сложнее становилось свести концы воедино. Успехи науки вызывали оптимистическую уверенность в том, что всё в мире можно объяснить с материалистических позиций. Но одно свойство живой природы по-прежнему внушало биологам что-то вроде религиозного преклонения: все живые существа как по образу жизни, так и по внутреннему строению были настолько идеально приспособлены к своей среде обитания, что объяснить это можно было только мудростью Создателя. Изучать живой мир означало постичь идеи Творца и воздать ему славу. Религиозный пыл стимулировал дерзновенные попытки учёных постичь природу, но по мере накопления новых открытий не могли не зародиться сомнения в божественном происхождении жизни. Чем пристальней учёные вглядывались в тайны природы, тем больше обнаруживалось разногласий со Священным Писанием. Дарвину на роду было написано стать революционером, как бы он этому ни противился.

В течение пяти лет (1831-1836) он совершал путешествие на английском военном корабле «Бигль» в качестве компаньона капитана Фитцроя. Если бы Дарвин не совершил это путешествие, мы бы не знали слова «дарвинизм». Молодой Чарльз уверенно шёл по пути становления сельского священника, занятого проповедями и имеющего массу свободного времени для занятий любимым делом – коллекционированием насекомых. Но путешествие изменило всю его жизнь. За пять лет странствий он увидел столько нового, не укладывающегося в ложе господствующих церковных догм, что вернуться к размеренной жизни священника уже не мог. Через год после возвращения Дарвин начал писать книгу заметок, в которой изложил вопросы, возникающие при изучении изменчивости видов и постарался дать ответы на них. В это время другие учёные (Р. Грант, Р. Чамберс – вероятный автор анонимного сочинения «Признаки естественного происхождения живой природы», А. Р. Уоллес, Г. Спенсер и др.) предлагали свои теории. Негативная реакция общественности на эти теории заставила Дарвина скрывать свои собственные эволюционные убеждения. Но общество менялось. На сцену выходили дерзкие (в отличие от Дарвина) молодые учёные – Джозеф Хукер, Томас Хаксли, презиравшие предрассудки старого общества и продвигавшие идею отделения науки от религии. Наступали новые времена, и хотя учёные этого ещё не осознавали, многие из них были готовы принять теорию эволюции.

Прошло 20 лет с тех пор, как Дарвин начал вести записи своих идей об эволюции видов, но только в 1858 году он решился объявить о своей гипотезе. Настало подходящее время. Свежие теории стали доминировать в биологии, и нелепость старых представлений о природе становилась всё очевиднее. Решиться на обнародование идей помог Дарвину его старый учитель – геолог-эволюционист Ч. Лайель: «Безусловно, - успокаивал он Дарвина, - именитые учёные никогда не признают теорию эволюции, но я уже достаточно давно в науке, чтобы знать, когда можно сделать шаг в сторону. В науку приходят молодые учёные, которые, не смущаясь, поднимают вопрос об эволюции». Лайель имел в виду статью малоизвестного в то время учёного Альфреда Рассела Уоллеса, дерзкие предположения которого, как понимал Лайель, поразительно совпадали с идеями Дарвина. «Публикуй свой труд сейчас, - сказал он Дарвину, - иначе завтра тебя обойдут другие».

Дарвин и Уоллес вместе пришли к ключевой идее теории эволюции – естественному отбору, выполняющему роль двигателя эволюции, внешней силы, которая заставляет виды изменяться. Оба натуралиста просто сделали шаг вперёд, опираясь на идеи Ч. Лайеля, гипотеза которого о постепенном изменении Земли вела к логическому заключению о том, что животный мир планеты также должен изменяться, чтобы сохранить приспособленность к окружающему миру. Естественный отбор означал, что организмы постепенно изменялись от поколения к поколению под диктовку меняющейся окружающей среды. Изменения видов происходили в силу того, что выживали и лучше размножались только наиболее приспособленные особи, тогда как менее приспособленные члены популяции просто вымирали. Если изменялась окружающая среда, то старые способы выживания переставали работать, и преимущество получали те особи, которые менялись в сторону приспособления к новым условиям. Медленные и незаметные с первого взгляда изменения вели к тому, что на месте одного вида возникал другой.

С философской точки зрения интересно то, что Уоллес и Дарвин так же, как в своё время Ньютон, нашли источник движения не внутри объектов, а во внешней среде. Виды изменялись не по собственному желанию, а под воздействием внешних сил (главным образом, под влиянием изменяющейся среды обитания), которые заставляли виды изменяться. Как это происходит, подсказал Мальтус. Они экстраполировали его теорию развития общества на мир живой природы. Теория Мальтуса применительно к живым организмам порождала проблему, разрешить которую могла только эволюция. Вполне очевидно, что любой биологический вид, даже с таким длинным репродуктивным циклом, как у слона, вскоре заполнил бы собой весь мир, если бы размножение особей этого вида ничем не контролировалось. Раз популяции животных не разрастаются до катастрофических масштабов, значит, существуют сдерживающие факторы – хищники, голод, болезни. Эти естественные факторы отсеивают миллионы, позволяя размножаться лишь единицам. Чем же отличаются эти счастливчики? Этот вопрос – вопрос о механизме эволюции. Уоллес и Дарвин решили, что выживают сильнейшие, то есть более быстрые, более сильные, более крупные (или, наоборот, более мелкие), либо более экономные по сравнению с теми, кто умер, не оставив потомства.

Остановимся на некоторых особенностях этой гипотезы. Во-первых, она не предполагает какого-либо общего плана развития, замысла. Изменения происходят, только если это способствует увеличению жизнестойкости и плодовитости организмов. Нет никакого предопределённого направления развития в сторону усложнения или повышения интеллекта. В ходе эволюции организмы усложняются и умнеют, только если это способствует их выживанию. Во-вторых, в гипотезе Дарвина и Уоллеса ничего не говорится о механизмах эволюции. Генетика ещё не появилась на свет. В-третьих, Дарвин понимал, что объяснить процесс эволюции можно, только если принять на веру некоторые допущения, для которых пока нет никаких доказательств; экспериментальным путём представить эти доказательства невозможно, ибо малейшие изменения в живой природе требуют несопоставимо больше времени, чем человеческая жизнь. Дарвину было ясно, что нужен совершенно другой подход, чтобы обосновать свою гипотезу. Он был уверен в своей правоте, но ему также было ясно, что многие не примут её. Наука того времени не готова была рассматривать развитие, лишённое управления кем-то свыше и без чёткой направленности (по этой причине, кстати, Дарвин не использовал термин эволюция, поскольку он в то время означал развитие в соответствии с божественным планом), а убедительные доказательства собрать было просто невозможно. Учёный не мог предложить публике ни чётких формул (как это делал Ньютон, исследуя механические процессы; механика уже располагала математическим «инструментом», биология – ещё нет), ни ссылок на библейские предания, бессодержательность которых ему была очевидна. Он считал, что дать теории эволюции жизнь можно будет только в результате долгих споров с оппонентами.

Каким образом Дарвин доказывал свою гипотезу происхождения видов? В качестве модели естественного отбора он приводил результаты селекции домашних животных. Таким путём Дарвин обосновал два фундаментальных положения, на которых базировалась его теория эволюции. Прежде всего, было показано, что особи одного вида могут существенно отличаться друг от друга. Естественное варьирование было необходимым условием эволюции, поскольку предоставляло материал для отбора. В этом плане домашние животные были замечательным объектом для наблюдений, поскольку варьировали значительно сильнее, чем дикие животные. Представьте, насколько отличаются друг от друга бульдог и борзая. Не важно, что эти различия были приумножены целенаправленной селекцией. Варьирование признаков предоставляла сама природа, а человек лишь отбирал требуемые качества. Точно такие же процессы довелось Дарвину наблюдать у ткачиков на Галапагосских островах: виды с крупными клювами не возникли бы, если бы ранее в гнезде обычных ткачиков не появились птенцы с клювами несколько большими, чем у их сородичей в популяции. Можно предположить, что с помощью больших клювов птицам удавалось расколоть более крупные семена, что обеспечивало их обильной пищей и позволило оставить более многочисленное потомство.

Помимо того, что живые организмы в природе могут изменяться естественным образом, Дарвину необходимо было показать, что новые свойства могут передаваться следующим поколениям. Вновь искусственная селекция послужила удачным примером. Раз селекционерам удаётся закрепить в породах животных и растений требуемые качества, значит, такой механизм существует. Не важно, что сами заводчики и простые крестьяне понятия не имели о том, как им это удавалось. Главное, что признаки передавались по наследству из поколения в поколение. Незнание деталей этого механизма станет впоследствии почвой для критики теории Дарвина. ДНК как молекулярная основа наследственности будет открыта намного позже, когда Дарвина и многих его оппонентов не будет уже в живых. Дарвину пришлось удовлетвориться лишь предположением о существовании неких гипотетических наследственных частиц геммулей, передающихся от родителей детям. Успешное выведение новых пород животных и растений, которые значительно варьировали по своим признакам и сильно отличались от исходных форм, как раз и доказывало наследование признаков.

Основываясь на принципах изменчивости и наследования признаков, Дарвин сделал логическое заключение, что все формы жизни на Земле произошли от одного общего предка. Дарвин называл этот процесс «наследованием изменений». В качестве доказательств он приводил результаты сравнительной анатомии. Тот факт, что все живые организмы устроены сходным образом, был уже хорошо известен. В строении скелетов рыб, птиц и млекопитающих прослеживался общий план развития. Несмотря на различия между крыльями и конечностями млекопитающих, их основу составляли те же самые видоизменённые кости. Другим важным доказательством стал сравнительный анализ эмбрионального развития. Многие учёные отмечали, что в процессе развития эмбрионы птиц и млекопитающих проходят стадию, которая соответствует рыбам. На следующих этапах развития эмбрионы утрачивают жабры и ведущие к ним кровеносные сосуды, приобретая в то же время признаки своего вида. На основании данных эмбриологии был сформулирован закон природы: онтогенез (развитие отдельной особи) повторяет филогенез (происхождение и эволюцию вида).

Подтверждение теории эволюции Дарвин находил в своих путевых записках с описанием фауны океанических островов: Галапагосских, Зелёного Мыса и др. Факты не соответствовали гипотезе заселения островов Творцом. Островные виды, несомненно, были родственны тем видам, которые населяли ближайшие материки. Фауна островов отличалась лишь тем, что в ней были представлены главным образом «мобильные» виды живых организмов, способные вынести длительные путешествия по морю. Практически всегда на островах отсутствовали земноводные, которые быстро погибали при соприкосновении с морской водой. Это не означает, что острова не подходили для этих животных. Напротив, когда человек завозил их с материков, пришельцы очень быстро заселяли остров и вытесняли коренную островную фауну. В тех случаях, когда до островов добирались отдельные виды сухопутных животных, как, например, певчие птицы до Галапагосских островов, они быстро изменялись и заполняли собой свободные экологические ниши. Этим объясняется поразительное многообразие родственных видов на островах, которые не встречаются больше нигде на Земле. Легко предположить, что острова заселялись случайными переселенцами с материков, которые дали начало всем остальным видам.

Как уже было сказано, Дарвин не мог в то время найти объяснение для всех механизмов эволюции, но он оставил открытой дверь для тех, кто хотел экспериментально перепроверить положения его теории.

Книгой «Происхождение видов» он заложил основы нового направления в биологии. До сих пор при изучении эволюции мы пользуемся терминами, предложенными Дарвином, несмотря на то, что тонкие механизмы эволюции, такие, как генетические основы наследственности, он открыть не мог и даже не пытался. Дарвин в своей книге также ничего не говорил о происхождении человека, но на то у него были свои причины. Он понимал, что и без этого вопроса у теории будет очень много противников (с тех пор прошло более полутора веков, но противников не поубавилось; они только «переместились» из слоёв образованных людей в обширнейшие слои профанов – нередко и с высшим образованием). Дарвин сделал лишь то, что было в его силах, но этого было достаточно, чтобы взбудоражить мир. Говоря об эволюции животного мира, он старательно избегал вопросов, касающихся возникновения человека. Лишь однажды он высказал суждение, что, вероятно, открытые им законы верны и для человека. Эта сдержанность абсолютно не отражала взглядов самого Дарвина на происхождение людей. В частных беседах он совершенно определённо заявлял, что человек является частью животного мира и подчиняется тем же законам эволюции. Но в официальной переписке и в своих публикациях он оставался предельно осторожным. Дарвин предпочитал дипломатично обходить этот вопрос и объяснил причину: «Мне кажется, что, подняв вопрос о происхождении человека, я лишь укреплю предвзятое отношение к моей теории». Сам же он был твёрдо убеждён в том, что человек произошёл от животных: «Люди в своей заносчивости считают себя божьим венцом творения, хотя более смиренно и правильно предположить, что род людской произошёл от животных». И ещё: «Посмотрите на орангутангов в неволе, на их экспрессивную мимику, на их умные глаза, когда вы обращаетесь к ним, как будто они понимают каждое ваше слово; посмотрите, как они радуются тем, кого знают; понаблюдайте за ними в покое и в гневе, в плохом настроении и в отчаянии; а затем сравните их с дикарями, уплетающими других людей, грязными, голыми, лишёнными культуры, жестокими, хотя и поддающимися воспитанию; и от вашей гордыни не останется и следа».

Три тысячи экземпляров первого издания «Происхождения видов» (1859) были раскуплены почти мгновенно, и вскоре последовало второе издание. Реакция публики и критиков, как ожидалось, была полярной. Причиной разделения общества на два лагеря была не только религия. Многие в тот момент не рассматривали теорию эволюции в качестве отрицания представлений о божественном сотворении мира. Кроме того, научный мир был подготовлен к её появлению: Дарвин был не единственным, кто видел несоответствие реального мира и того, который можно было бы ожидать от всемогущего создателя. Мало кого смущали заявления о том, что окружающий мир изменчив и находится в постоянном развитии. Дарвин лишь первым озвучил то, что становилось очевидным для всех. Даже некоторые служители церкви были готовы принять теорию эволюции. Не менее важно для понимания реакции на книгу Дарвина иметь в виду то, что линия поляризации общества проходила и в области политики и социальных отношений. Одним теория Дарвина не нравилась за то, что в ней отношения между живыми существами представлялись как бесконечная безжалостная война за выживание всех против всех. Но Дарвина критиковали и за то, что его теория оправдывает социальную пассивность людей. С другой стороны, последователи Мальтуса, обосновывающие необходимость общественного контроля рождаемости, восприняли теорию с воодушевлением.

Тем не менее книга Дарвина не вызвала резкого неприятия в научных и общественных кругах. Дарвин имел прочную репутацию серьёзного и заслуживающего уважения учёного. Он был представителем класса крупных землевладельцев, имел сан священнослужителя и играл заметную роль в жизни английского общества. Всё это убеждало критиков в том, что Дарвин не стал бы публиковать вздорную идею. Никто не сомневался в том, что если уж он говорил что-то, то у него для этого были веские основания.

В это же время Дарвин последовательно и настойчиво растил новых союзников, главным образом среди молодых и амбициозных людей, у которых сильное влияние церкви на науку вызывало чувство протеста. То, что он спрашивал мнение молодых людей по разным вопросам, покоряло их. Дарвину удалось собрать вокруг себя плеяду талантливых учёных. Эти молодые люди получили из его рук новую теорию, достаточно скандальную, чтобы нанести удар по закостенелому миру академической науки, но и достаточно обоснованную, чтобы устоять перед критикой. Успех теории эволюции во многом был предопределён тем окружением, которое Дарвину удалось сплотить вокруг себя.

Первый раз публичное обсуждение книги «Происхождение видов» состоялось в 1860 году на заседании Британской ассоциации в поддержку развития науки. Повестка дня гласила: «Интеллектуальный прогресс в Европе в свете новых воззрений мистера Дарвина». В конце слушаний слово взял епископ Уилберфорс, чтобы выразить своё несогласие с теорией Дарвина. Он заявил, что само предположение о том, что одна из обезьян в зоопарке может быть его родственницей, унижает его человеческое достоинство. Повернувшись к Хаксли он спросил: «Эта обезьяна у вас по материнской или по отцовской линии?». Говорят, Хаксли шепнул своему соседу: «Сам Бог даёт мне его в руки», после чего поднялся и ответил: «Уж лучше быть потомком обезьяны, чем быть человеком, боящимся посмотреть правде в глаза. Так впервые была прочерчена линия конфронтации между дарвинизмом и церковью. (В своём письменном отчёте Дарвину Хаксли приписывает себе другой ответ: «Если вы спрашиваете меня, желал бы я иметь своим прадедушкой жалкую обезьяну или наделённого от природы могуществом и влиянием человека, который, тем не менее, использует данное ему могущество и влияние лишь для того, чтобы отстаивать своё невежество, я без колебаний предпочёл бы обезьяну».

Конечно, Дарвин, как любой нормальный человек, переживал нападки своих оппонентов, но был уверен в своей правоте, когда писал одному из биологов: «Я глубоко убеждён, что если бы не я всколыхнул эту грязь, это сделал бы кто-то другой и очень скоро». Действительно, Хаксли пишет в это время свою книгу «Свидетельства о положении человека в природе», в которой развивает теорию эволюции применительно к человеку, считая, что медлительный Дарвин нескоро возьмётся за эту работу (Дарвин, кстати, уже начал писать книгу «Происхождение человека», увидевшую свет в 1872 году).

В поддержку теории Дарвина свидетельствовали открытия палеонтологов. В тот же год, когда вышла книга «Происхождение видов», были обнаружены окаменелые останки археоптерикса – древней птицы. В книге Дарвин предположил, что птицы произошли от рептилий. И вот сейчас был найден давно исчезнувший организм с перьями, как у птицы, но с тазовыми костями и хвостом, как у рептилии. Стало ясно, что промежуточные формы жизни существовали. Просто они ещё не обнаружены. К числу этих форм, как мы знаем сегодня, относятся утконос и ехидна – яйцекладущие млекопитающие.

Дарвин написал «Происхождение видов», чтобы предложить новую теорию возникновения живых организмов, более правдоподобную, чем теория сотворения их Богом. Его цель состояла в том, чтобы продемонстрировать, что окружающий мир гораздо проще объясняется естественной селекцией более приспособленных видов, чем прихотью Творца. Сторонники сотворения мира яростно нападали на автора и его книгу, но мало кто из них предлагал собственные объяснения нестыковок окружающего мира с библейскими легендами. А поскольку зарождающаяся теория эволюции сама ещё – по необходимости – была несовершенной и не могла объяснить многих явлений, то этим и пользовались её противники. Интересно то, что многие священнослужители, знакомые с последними (для того времени) открытиями в геологии и в физике, были готовы принять теорию эволюции и поддерживали Дарвина. Они считали, что сотворение вселенной можно представить как растянутый во времени процесс, а Книгу Бытия не нужно рассматривать буквально. Но после того как вышла в свет книга «Происхождение человека», поддержка Дарвина со стороны священников ослабла. Им трудно было принять человека, как всего лишь один из видов животных, возникших в ходе эволюции.

Впрочем, место для компромиссов оставалось. Например, Уоллес, в принципе согласный с Дарвином относительно происхождения человека, немного видоизменил теорию: в какой-то момент (Уоллес не уточняет, когда именно) Бог вдохнул в предка человека душу. Это уточнение позволило вернуть в ряды сторонников теории Дарвина тех священников, которые поначалу были шокированы гипотезой происхождения человека от животных. Другой пример компромисса и непоследовательности – отношение католического священника и биолога Дж. Дж. Миварта к сочинениям Дарвина. Сочинение «Происхождение человека» смутило Миварта, принявшего до этого положительно первую книгу и ставшего с тех пор сторонником теории эволюции. Он считал, что теория эволюции не может объяснить возникновения таких человеческих качеств, как интеллект и моральность, и утверждал, что научные открытия ещё больше убедили его, что «отличий между обезьяной и грибом гораздо меньше, чем между обезьяной и человеком».

Чтобы противостоять критике, недостаточно было просто показать, насколько лучше его теория объясняет окружающий мир. Необходимо было объяснить механизмы эволюции, такие, как наследственность и изменчивость. Вот это была уже более сложная задача, так как талант Дарвина состоял в способности собирать материал и раскладывать его по полочкам. Теория Дарвина возникла благодаря тому, что из множества музейных экземпляров ему удалось составить картину эволюции. Но найти ответы на фундаментальные вопросы механизмов эволюции Дарвин смог не сразу. Но в конце концов ему удалось подойти довольно близко к верному ответу. Он предположил существование геммулей – маленьких частиц, несущих информацию, генерируемых видоизменёнными тканями и органами, которые могут передаваться с половыми клетками. Дарвин предположил, что эти частицы могут быть отдельными молекулами или их объединениями, которые циркулируют по организму вместе с кровью. Экспериментальная проверка не подтвердила эту гипотезу, но открыла путь для выдвижения новых гипотез решения основной проблемы эволюции – как признаки изменяются и передаются по наследству, откуда берут начало наиболее приспособленные особи, появляются новые виды внезапно или постепенно. Дарвин был убеждён в длительном постепенном возникновении видов, но у него не было никаких подтверждений этого предположения. Данный вопрос остаётся центральной проблемой теории эволюции до сих пор.

(Немного биографических сведений об отношении Дарвина к религии. После смерти старшей дочери Анни он совсем разуверился в боге, а веру в религиозные догмы он утратил ещё раньше. Его выбор стези священника был связан главным образом с тем, что эта работа оставляла ему много времени для занятий исследованиями. Но до конца жизни он поддерживал видимость веры в бога, поскольку это очень беспокоило его набожную жену. Вероятно, именно нежная любовь к своей жене и нежелание обидеть её удерживала Дарвина от написания статей, подвергающих сомнению религиозные догмы. Он не описывал ничего, кроме фактов. В письме Карлу Марксу он признавался: «Я сторонник свободомыслия во всех областях, не важно, верные эти воззрения или неверные и насколько они противоречат христианским религиозным догмам… А свобода мысли подстёгивается озарением в сознании людей, которое следует за научным прогрессом. Но в силу своих убеждений я никогда ничего не писал о религии и полностью посвятил себя науке». Курсив мой - составитель.)

Поиски механизма и носителей эволюции продолжались. С помощью окрашивания клеток хроматином У. Флемингу впервые удалось увидеть хромосомы. Учёный обнаружил, что они присутствуют во всех клетках, причём для каждого организма характерно своё строго определённое число хромосом. Исследование Флеминга позволило предположить, что механизмы наследования признаков скрываются внутри клетки. Он показал, что в ходе деления клетки передают всё своё содержимое (плазму) дочерним клеткам: хромосомы в определённый момент собираются в центре клетки, а затем расходятся по полюсам, после чего происходит деление клетки на две. Он назвал этот процесс митозом.

Теорию, согласно которой в основе эволюции и самой жизни лежит клетка, продолжил Л. Вейсман. Многоклеточные организмы, с точки зрения Вейсмана, были совокупностями клеток, в основе развития которых лежали те же механизмы, включая механизм наследственности. Он указал на «непрерывность клеточной плазмы» - бессмертие клеток. Развив это представление в «обратном направлении», Вейсман сформулировал постулат о клеточном происхождении жизни.

Дарвин полагал, что открытия в области эмбриологии подтвердят теорию эволюции. Но чем больше фактов получали учёные о развитии эмбрионов, тем запутаннее становилась картина. Так, у всех эмбрионов, включая рыб, птиц и млекопитающих, в определённый момент возникают жаберные щели. На ранних стадиях развития все эмбрионы выглядят одинаково, но затем начинают появляться признаки, специфичные для вида. На основе этих данных была предложена гипотеза трансформизма, в соответствии с которой в ходе развития эмбрион проходит через цепь превращений – от примитивных форм жизни к более развитым. Эта гипотеза возвращала нас к представлениям о «цепи жизни» времён Аристотеля, по которой каждый организм проходит в своём развитии через взрослые стадии живых существ, находящихся ниже в цепи прогресса. Так, например, человек, прежде чем родиться, должен пройти через стадию обезьяны.

Эту гипотезу раскритиковал Карл фон Баэр. Он указал на то, что ни один эмбрион какого-либо организма никогда не принимает формы взрослой особи другого вида. Ни на одной из стадий эмбрион человека не выглядит, как рыба.

Дарвин истолковывал сходство эмбрионов как свидетельство общности происхождения. По мере развития эмбрионы расходятся веером от общей исходной формы. Он спрашивал: «Чем ещё, кроме как общностью происхождения, можно объяснить тот факт, что у эмбрионов лошади, человека и летучей мыши в определённый период артерии развиваются по сценарию, который имеет смысл только у рыб? Природные системы по сути своей являются генеалогическими. Вот почему изучение эмбрионов, сохранивших в себе признаки предковых форм, так важно для правильной классификации. Общность особенностей эмбрионального развития отражает общность происхождения».

Представления о направленном линейном развитии жизни от простых форм к более сложным оказалось довольно трудно изжить вплоть до сегодняшнего дня. Новую жизнь в эту концепцию вдохнул Эрнст Геккель. Своей знаменитой фразой «онтогенез повторяет филогенез», то есть развитие эмбрионов повторяет путь эволюции вида, Геккель основательно исказил теорию Дарвина. Получалось, что филогенез управляет онтогенезом. Представления Геккеля о направленности эволюции были шагом назад к тому, что фон Баэр развенчал ещё 50 лет тому назад.

Дарвин пытался выяснить, что послужило толчком к возникновению такого разнообразия видов живых организмов. При этом он преднамеренно не затрагивал сопутствующие религиозные вопросы. Он также отказывался обсуждать вопрос возникновения жизни на Земле. Однажды, когда его спросили об этом, он ответил: «Совершенно бессмысленно рассуждать о происхождении жизни, так же, как и о возникновении вселенной». Теория эволюции не давала однозначного ответа на вопрос, произошла жизнь из одного или из нескольких источников. Для серьёзной научной дискуссии на эту тему во времена Дарвина не было необходимой исходной информации. Гипотеза микробного происхождения инфекционных заболеваний ещё не была доказана, и учёные всерьёз обсуждали возможность спонтанного зарождения жизни. Ни один образованный человек уже не верил в средневековые небылицы о том, что мышь может зародиться в кувшине с пшеничными зёрнами, заткнутом грязной рубашкой. Но только недавно открытые микроорганизмы были подходящими кандидатами для обоснования гипотезы молекулярного источника самозарождения жизни. Неувязка с теорией самозарождения состояла в том, что в таком случае эволюция каждый раз должна начинаться заново. Это противоречило модели эволюции Дарвина и его убеждённости в том, что все виды живых организмов на Земле находятся в состоянии равной приспособленности к условиям существования, и среди них нельзя выделить больше и меньше эволюционно продвинутые виды. Другими словами, по теории Дарвина все виды на Земле равноудалены от первоисточника жизни, который если и возник абиотическим путём, то это произошло миллионы лет назад, когда условия на планете Земля способствовали этому. Теперь условия изменились, и самозарождения не происходит. В конце концов усилиями Луи Пастера и других удалось доказать, что живые организмы могут возникнуть только от живых организмов. Возникновение жизни из «мёртвых» химических молекул произошло лишь однажды и очень давно.

В книге «Происхождение видов» есть фраза: «природа не терпит скачков». Это утверждение Дарвина было чисто интуитивным и разжигало постоянно тлеющий спор о том, происходит эволюция постепенно или скачками. Этот вопрос до сих пор окончательно не решён. Дарвин был приверженцем плавной, постепенной эволюции (в значительной мере, очевидно, под влиянием традиционного британского консерватизма). Он знал о существовании мутаций – рождении видоизменённых организмов, зачастую уродов, но не считал, что мутации играют какую-то роль в возникновении новых видов. Однако он не мог сформулировать никакой убедительной гипотезы относительно того, каким образом возникают и накапливаются эти плавные изменения. Со временем всё больше сторонников Дарвина перестали поддерживать его гипотезу о плавной эволюции. В их числе были Гальтон и Хаксли. Последний изложил в статьях своё мнение в поддержку прерывистой эволюции, при которой промежуточные формы между видами существуют ограниченное время или отсутствуют вообще. Появившаяся в это время теория мутаций провела линию разделения между сальтационистами (сторонниками скачкообразной эволюции) и градуалистами, рассматривавшими эволюцию как постепенный процесс.

Споры между ними разгорелись с новой силой, когда научная общественность познакомилась со статьями никому до этого неизвестного австрийского аббата Грегора Менделя, на которые во время их выхода в свет никто не обратил внимания (как нередко случалось в истории науки и изобретений, новинка просто появилась преждевременно и потому оказалась «никому не нужной»).

К концу XIX столетия линии противостояния по вопросу эволюции сместились в иную плоскость. Наиболее ортодоксальные противники теории эволюции постепенно утрачивали свой пыл и склонялись к тому, чтобы принять её. Его преподобие (а вскоре епископ) Чарльз Гор так объяснил эту ситуацию: «Всё больше богословов признавали тот факт, что в библейских откровениях практически ничего не говорится о вопросах, затрагиваемых наукой. Кроме того, всё более очевидной становилась ограниченность старых взглядов на природу и накапливалось всё больше фактов, которые всё сложнее было объяснить с точки зрения Божьего провидения».

Напротив, среди учёных споры разгорались с всё большей силой. Каждый гнул свою линию, не прислушиваясь к другим. Борьба между фракциями продолжалась ещё полстолетия. Состояние биологии в конце XIX века описал один из биологов, У. Батесон: «Мы хотели бы знать в полной мере физическую основу, внутренние механизмы, суть и движущие силы того, что мы называем наследственностью. Мы хотели бы знать, по каким законам происходит передача и сохранение признаков. Давайте сразу скажем, что о природе данного феномена нам совершенно ничего не известно. У нас нет даже намёка на разгадку того, каким образом потомки наследуют признаки своих родителей. Процессы оплодотворения и эмбрионального развития мы можем проследить в мельчайших деталях, доступных микроскопу, но у нас нет никакой исчерпывающей концепции для объяснения того, что мы видим. Что касается физических основ наследственности, то тут нет даже догадок. Никто пока ещё не предложил ни единой версии, ни единой рабочей гипотезы или самого общего умозаключения, которые могли бы хоть немного помочь нам проникнуть за пределы видимого под микроскопом. Процесс нам представляется таким же таинственным, как вспышка молнии для дикарей. Мы не знаем, что является носителем наследственности. Что особенно печально, у нас нет не только знаний по этому вопросу, но мы даже приблизительно не знаем, как подступиться к этой проблеме».

Такой печальной была ситуация с пониманием сути наследственности в начале прошлого века. Но вскоре всё изменилось, причём революционный прорыв в теории генетики оказался связанным не с новыми открытиями, а с обнаружением статей тридцатилетней давности: три европейских учёных практически одновременно перечитали эти архивные публикации и обнаружили в них решение проблемы механизма наследственности – того вопроса, на который долгие годы были направлены основные критические замечания противников дарвиновской теории эволюции. Мир,наконец, отдал должное непризнанному и никому не известному австрийскому монаху и его опытам над растениями гороха.

После публикации книг Дарвина и во многом благодаря энергичности Хаксли наука в значительной мере освободилась от пут религии. Напротив, в начале ХХ века духовное звание учёного вызывало подозрение. Возможно, монашеский сан Менделя был причиной того, что учёный мир долгое время игнорировал его труды. Но Мендель стал монахом по той же причине, по которой Дарвин чуть не стал сельским пастором, - эта работа оставляла достаточно времени, чтобы заниматься научными исследованиями.

Некоторые исследователи биографии Менделя утверждали, что он начал свои эксперименты с горохом, чтобы опровергнуть теорию естественного отбора, предложенную Дарвином. Скорее всего, эксперименты были нацелены не на опровержение естественного отбора, а не некоторые ложные постулаты Дарвина. Так, в поисках первоисточника разнообразия организмов Дарвин предположил, что женская яйцеклетка может быть оплодотворена одновременно несколькими сперматозоидами от разных отцов. Вероятнее всего, именно это положение Мендель пытался оспорить.

Он предположил, что для передачи признаков из поколения в поколение должны использоваться какие-то носители, которые он назвал элементами. Элементы, проявляющие себя в первом поколении, он назвал доминантами, а скрытые элементы, проявляющиеся через поколение, - рецессивами. Рецессивный элемент в паре с доминантным никуда не исчезает, но никак себя не проявляет. Этот простой вывод прояснил многое в механизмах наследственности. Во-первых, потомок может получить только по одному элементу наследственности от своих родителей, то есть отец и мать в равной мере определяют наследуемые признаки своих детей. Во-вторых, элементы наследственности не оказывают никакого влияния друг на друга и их свойства не изменяются от поколения к поколению. Рецессивный признак не ослабевает оттого, что в течение нескольких поколений он был скрытым.

Если бы Дарвин знал об этих результатах Менделя, ему бы удалось значительно продвинуться в обосновании теории эволюции. Мендель показал, что наследственные признаки не смешиваются, а передаются независимыми друг от друга порциями. Таким образом, в результате смешения признаков не возникла тенденция к разбавлению, усреднению свойств организма. Варьирование признаков как необходимый элемент эволюции и естественного отбора может проявиться в любой момент внутри популяции. Определённые признаки могут быть скрыты в нескольких поколениях, чтобы потом вновь возникнуть в отдалённых потомках в качестве положительного или отрицательного фактора естественного отбора.

В результате обнаружения забытых статей Менделя позиции дарвинизма укрепились. Дискретное наследование признаков означало, что существенные положительные изменения в организме могут произойти естественным путём как результат накопления многих рецессивных признаков. Мутации перестали считаться единственным источником вариаций.

В то же время закон Менделя для многих послужил доказательством того, что представление Дарвина о постепенном ходе эволюции в результате накопления незначительных изменения из поколения в поколение (градуализм) является ложным. Ничего подобного не было в изменениях признаков гороха в опытах Менделя. Признаки изменялись быстро и радикально. Прошли десятилетия, пока учёные поняли, что между этими взглядами не так уж много противоречий. Главным достижением было доказательство того, что изменчивость признаков является естественным процессом наследственности, не требующим божественного вмешательства.

Мендель умер, так и не узнав, какое влияние его открытие окажет на дальнейшее развитие биологии в целом и на возникновение нового направления – генетики.

Американский биолог Т. Морган до 1907 года скептически относился к закону наследственности Менделя. Решив проверить всё самостоятельно, он поставил опыты над маленькой мушкой дрозофилой, известной как плодовая мушка. Дрозофила оказалась отличным объектом для генетических исследований – от момента откладки яиц до того момента, когда из личинок появлялись взрослые мухи, способные к размножению, проходило всего 10 дней. И их геном (полный набор генов) предельно прост – всего 4 хромосомы. Морган стал приверженцем теории Менделя и посвятил свою жизнь развитию учения о наследственности. Он не только показал, что наследуемые признаки связаны с хромосомами; стало возможным установить их место на хромосоме. Морган выдвинул гипотезу о том, что за каждый признак отвечает вполне конкретный участок хромосомы.

Но если есть физический носитель наследственности, то у него должно быть имя. От дарвиновского «геммула» и термина «панген», предложенного в самом начале ХХ века, английский биолог Батесон образовал имя для новой науки: «генетика».

Всего 50 лет потребовалось науке, чтобы от умозрительных заключений вплотную подойти к биохимии. Стало очевидным, что в организме человека действуют те же материальные механизмы жизни, что и у животных с растениями. Появилась надежда, что наука поможет человечеству избавиться от наследственных заболеваний (или хотя бы облегчить их течение), природа которых оставалась загадкой на протяжении веков. Но наибольшие практические результаты от генетики удалось получить в сельском хозяйстве. Например, в считанные годы выдающемуся отечественному генетику Н. Вавилову с коллегами удалось реализовать на практике результаты фундаментальных генетических исследований, полученных Морганом. Были созданы новые гибридные сорта сельскохозяйственных растений и животных.

Любопытно, что успехи генетики в сельском хозяйстве поставили под сомнение высказывание Мальтуса («… выживает сильнейший…»), которое когда-то воодушевило Дарвина на его открытие эволюции. Генетика показала, что не только население Земли, но и необходимые для жизни ресурсы могут возрастать в геометрической прогрессии, если уделять достаточно внимания новым технологиям.

Генетика становилась всё более популярной наукой. У людей появилась уверенность в том, что разгадка величайшей тайны природы, какой была тайна механизма эволюции, будет найдена. Вместе с тем, для нового поколения генетиков представления Дарвина о постепенной эволюции видов оказались таким же архаизмом, как и идея сотворения видов Богом. Они видели своими глазами, как в результате мутаций организм вдруг изменяется до неузнаваемости.

Хотя уже было известно множество мутаций, учёные ничего практически о них не знали; просто мутациями называли любые видимые отличия между родителями и потомками. В мутациях эволюционисты новой волны видели причину появления нового вида. Если мутация не ведёт к смерти, и изменённый организм сохраняет достаточную способность к жизни и размножению, утверждал Морган, то мутант найдёт свою экологическую нишу и закрепится как новый вид. Таким образом, концепция естественного отбора была совершенно забыта. Но только на короткое время. Вскоре произошло развенчание идеи видообразования в результате мутагенеза. Было показано, что работы де Ври породили ложную теорию эволюции, ложную теорию мутагенеза и ложную теорию наследственности. Оказалось, что в некоторых случаях научные работы (если они проведены недостаточно основательно и поспешно интерпретированы) могут стать тормозом на пути науки. Один из примеров тому – работа де Ври с растениями энотерами. Пришло время возвратиться к концепции естественного отбора.

Около 1910 года Р. Фишер решил показать, что наследование признаков по Менделю является основой естественного отбора. Он пытался разработать такую математическую модель, в которой законы распределения признаков по Менделю предопределяли бы естественную изменчивость видов по Дарвину. Фишер допускал в своей модели влияние мутаций, но не рассматривал их в качестве основы механизма эволюции. Он ввёл классификацию генов по их влиянию на изменчивость организмов. В его модели рецессивные гены оказывали накопительный эффект, тогда как доминантные гены были причиной резких изменений фенотипа организма. Влияние одного гена на фенотип в модели Фишера оставалось ограниченным. Таким образом, межвидовые отличия могли быть результатом накопления изменений во многих генах. Внешними факторами, влияющими на изменчивость признаков, были мутации и естественный отбор. Но их влияние также было ограниченным.

Модель Фишера показала, что в природе у особей одного вида всегда будет в той или иной степени присутствовать варьирование признаков, необходимое для эволюции в соответствии с теорией Дарвина. Американский генетик С. Райт, узнав о модели изменчивости Фишера, взялся её улучшить. Если Фишер брал за основу законы распределения атомов газа, то Райт воспользовался законами квантовой механики и принципом неопределённости Гейзенберга. Кроме того, в отличие от модели Фишера, Райт считал объектами эволюции не отдельные гены, а их комплексы или целые организмы, являющиеся результатом взаимодействия многих комплексов генов. Во-вторых, Райт в отличие от Фишера не считал популяции не ограниченными в пространстве гомогенными сообществами, в которых гены распределяются с равной вероятностью между всеми членами популяции. Райт понимал, что в естественных условиях популяции живых организмов состоят из отдельных групп, которые лишь временами обмениваются особями. Он назвал их демами, или эффективными популяциями. Один из результатов применения теории Райта – открытие влияния на ход эволюции размеров дема, а также случайных влияний: чем меньше дем, тем в большей степени неопределённой и подверженной случайностям оказывается эволюция особей популяции. Чем больше популяция, тем больше вероятность, что в ней уцелеет даже самый редкий аллель (аллель – альтернативная форма гена, который может кодировать белок с изменёнными функциями; например, ген, определяющий цвет глаз, существует в двух формах: в одном случае кодируется коричневый цвет глаз, в другом – голубой). Райт назвал этот биологический феномен «генетическим дрейфом».

Другая модель эволюции Райта получила название адаптивного ландшафта. Модель наглядно демонстрировала родственные отношения между видами как топографическую карту, в которой горные вершины представляли собой существующие виды, а кривые замкнутые изолинии на карте отображали одинаковую степень приспособленности к условиям окружающей среды. Таким образом, долины между вершинами – это промежуточные формы, которые менее приспособлены, чем основные виды. Успешность видообразования зависит от того, насколько быстро будут изменяться промежуточные формы организмов, чтобы успеть достичь вершины до того, как они будут отсеяны естественным отбором. В обоих моделях наглядно демонстрировалась главенствующая роль естественного отбора в эволюции видов. Фишер, Райт и биолог-теоретик Дж. Галдан показали, что изменчивость видов является естественным и неизбежным явлением в природных популяциях организмов. Мутации, хотя и играют определённую роль, не являются основной движущей силой эволюции.

Вскоре природа продемонстрировала пример естественного отбора прямо перед носом у учёных – индустриальный меланизм . В 1848 году впервые в окрестностях Манчестера был отловлен мотылёк перечной моли необычного чёрного цвета. Возникновение в природе особей с чёрной окраской называется меланизмом. Промышленность Манчестера всё больше загрязняла окружающую среду: дома, деревья, небо становились тёмными от клубов дыма. Через 48 лет уже все особи перечной моли были чёрными. В 1924 году Галдан с помощью математических вычислений показал, что для объяснения замены всех светлых бабочек чёрными потребовалась бы такая высокая частота мутаций, которую трудно себе представить в природе; гораздо проще наблюдаемый феномен можно объяснить усилившимся селективным отбором в пользу темноокрашенных бабочек, проявившимся в результате изменения среды обитания (на покрытой копотью поверхности стен, камнях и коре деревьев светлые бабочки были более заметными для птиц.

Чтобы подвести итог многолетним спорам, в 1955 году Г. Кеттлуэлл провёл масштабные полевые экологические исследования, в результате которых впервые экспериментально было доказано, что естественный отбор оказывает огромное влияние на развитие популяции. В эти годы учёные постепенно стали возвращаться к дарвиновскому пониманию всей важности естественного отбора для эволюции видов.

Отправной точкой современного дарвинизма стали книги Ф. Добжанского «Генетика и происхождение видов» и Дж. Хаксли «Эволюция: современный синтез». Синтез теории эволюции стал результатом объединения генетики и классического дарвинизма.

Чтобы завершить формирование целостной современной теории эволюции видов, необходимо было ответить ещё на один давний вопрос, который не давал покоя Дарвину: почему в окаменелых палеонтологических остатках вымерших видов так редко встречаются промежуточные формы? Обнаружение археоптерикса было редким исключением. Чаще складывалось впечатление, что вымершие виды длительное время существовали в неизменном виде и вымирали, не оставив никаких потомков, ведущих к современным видам. Отсутствие ответа на этот вопрос во все времена создавало благоприятную почву для критиков теории эволюции. В своей книге «Происхождение видов» Дарвин утверждал, что ископаемые останки животных не могут в полной мере воспроизвести эволюцию видов, поскольку в окаменелостях сохранялись кости только некоторых широко распространённых видов животных при стечении определённых обстоятельств. Палеонтология «не поспевала» за развитием генетики: с вершин палеонтологических открытий эволюция видов всё ещё воспринималась как внезапное возникновение одних форм жизни и исчезновение других. Встроить палеонтологию в общую теорию эволюции удалось американскому учёному Дж. Симпсону. Он доказал в своей книге «Ритмы и способы эволюции», что палеонтологические открытия не противоречат теории Дарвина.

Генетические теории эволюции и концепция естественного отбора плавно сливались, усиливая и развивая друг друга, в новом синтезе теории эволюции. Но по теории был нанесён удар статьями Г. Мюллера, американского генетика, приехавшего в середине 30-х годов в СССР и работавшего с Н. Вавиловым. Его взгляды противоречили общепризнанным на тот момент представлениям теоретиков нового синтеза эволюции. В частности, один из её основоположников – Ф. Добжанский – утверждал, что генетическая неоднородность есть обязательное условие существования вида в природе. По теории Дарвина именно генетическая неоднородность вида есть основа дальнейшего видообразования. Это положение нашло экспериментальное подтверждение в работах учителя Добжанского С. С. Четверикова. Но эти работы, к сожалению, были мало известны в Европе и США. Однако со временем гений Четверикова был признан мировой наукой. Теперь положение о том, что чем шире генетическое многообразие, тем жизнеспособней вид, возражений уже не вызывает. Следствием осознания этого положения можно считать требование сохранения генофонда человека и тревогу, высказываемую по поводу того, что Гражданская война (1918-1921 гг.), голод 30-х годов, советско-германская война (1941-1945 гг.) катастрофически разрушили в ХХ веке генофонд населения России.

На протяжении своего существования эволюционная теория Дарвина неоднократно искажалась и религиозными оппонентами и самими биологами. Одно из таких искажений – следствие смещения акцента с естественного отбора на борьбу между индивидами, на «борьбу за существование» (идею, которую Дарвин позаимствовал у Мальтуса, но которая не является основополагающей в дарвинизме). Другой пример искажения дарвиновской теории эволюции – теоретическая и практическая евгеника, о которой необходимо говорить, но за пределами настоящего текста. Это же касается и такого явления, как социальный дарвинизм.

Общественные и личные катастрофы, к которым привели евгеника и социал-дарвинизм, не могли не вызвать реакции, которая проявилась в США в виде креационистского движения, где религиозные фундаменталисты воспользовались отрезвлением общества от социальных экспериментов и отвергли социальный дарвинизм, а вместе с ним и теорию эволюции как античеловечные концепции. Им удалось добиться исключения теории эволюции из курса преподавания в государственных школах. Точкой кристаллизации креационизма стал судебный процесс, названный Обезьяньим процессом (июль 1925 года, Дейтон, Теннесси).

Этот процесс с самого начала задумывался как спектакль. Под давлением фундаменталистов правительство штата Теннесси запретило преподавание теории эволюции. У. Дж. Брайан – председатель движения религиозных фундаменталистов и кандидат в президенты США – на страницах газеты назвал процесс «дуэлью со смертельным исходом» между эволюционистами и христианской церковью. Кульминацией процесса стал вызов К. Дарроу (Дарроу – адвокат учителя биологии Дж. Скопса, обвинявшегося в нарушении запрета на преподавание дарвинизма) в качестве свидетеля самого Брайана. Дарроу хотел показать, что сам Брайан давно не читал Библию, а, кроме того, даже он, лидер движения фундаменталистов, не воспринимает слова Библии дословно.

Когда после суда Брайана, спросили, зачем он согласился отвечать на вопросы в качестве свидетеля, он ответил: «Эти вопросы задавались с целью высмеять всех тех, кто верит в Библию. Я хотел, чтобы мир узнал, что цель этих джентльменов состоит в унижении всех верующих». На это Дарроу бросил реплику: «Наша цель состояла лишь в том, чтобы не допустить фанатиков и мракобесов к управлению образованием в США».

Суд признал Скопса виновным и обязал его выплатить штраф 100 долларов. Законы, запрещающие преподавание теории эволюции, продолжали действовать в штатах Теннесси, Миссисипи и Арканзас, но других судебных процессов по нарушению этих законов никогда больше не было.

Любопытно, что название фундаментализм впервые появилось в распространённом в Чикаго памфлете, автор которого пытался примирить Библию с теорией эволюции Дарвина. По мнению автора памфлета, Бог создал всего несколько видов живых организмов, наделив их неограниченной способностью развиваться. Надо сказать, что нападки на Библию в начале ХХ века гораздо чаще звучали не со стороны дарвинистов, а со стороны либерально настроенной молодёжи, требующей пересмотра и исправления нестыковок в тексте Библии.

Почувствовав уверенность в собственных силах, учителя биологии в США потребовали отменить запретительные законы. В 1968 году школьный учитель из Арканзаса выиграл процесс в Верховном суде США, потребовав признать преподавание креационизма в школах неконституционным актом. Суд признал, что преподавание креационизма противоречит конституции, поскольку в основном законе страны есть пункт об отделении церкви от государства. Федеральный судья У. Овертон по этому поводу писал: «Как по форме, так и по содержанию креационизм является продолжением религии. Никакая группа людей, независимо от количества поддерживающих её сторонников в обществе, не имеет права использовать государственную школу для распространения своих религиозных взглядов».

Креационисты, однако, не сложили оружия. Они, например, предлагают рассматривать текст Библии не как религиозную доктрину, а как научную концепцию, забывая, что во времена создания Библии, 3-3,5 тысячи лет тому назад, наук ещё не существовало (первая наука – математика – начала формироваться за 3,5 века до н. э.). Впрочем, в самом креационизме были разные течения. Одни допускали, что человек всё же произошёл от обезьяны, другие рассматривали «дни» книги Бытия как геологические эпохи. Были и такие, кто воспринимал текст Библии буквально (т. е., что мир сотворён 6 тысяч лет назад за шесть дней по 24 часа и каждый вид организмов создавался Богом индивидуально (а их к началу ХХ века науке известно было более 10 миллионов ! – Авт. - составитель) после чего виды уже никогда больше не изменялись). Общим для всех течений креационизма было только желание исключить преподавание теории Дарвина в школах и университетах или хотя бы преподавать текст Библии как альтернативную теорию.

Упорство креационистов дало плоды. Данные общественных опросов свидетельствуют о том, что более половины американцев верят в то, что мир был создан так, как описано в Библии. Ещё большая часть населения считает полезным вместе с теорией эволюции преподавать в школе религиозные версии появления жизни, человека. Если бы подобный опрос был проведён в России в наше время, были бы, вероятно, получены ещё более одиозные результаты. Некоторые исследователи в США полагают, что американскую науку ждала бы та же участь, что и генетику в середине ХХ века в СССР, если бы контроль над ней взяли креационисты или даже если бы им позволили преподавать библейскую теорию происхождения жизни наравне с теорией эволюции.

Подводя итог научным изысканиям в первой половине ХХ столетия, следует отметить одно важное упущение. Учёные очень мало внимания обращали на то, как их открытия воспринимаются обществом и влияют на общественное сознание.

Новое содержание теория эволюции получила тогда, когда стал понятен механизм сохранения наследственной информации в генах и молекуле ДНК. Только после этого применение вероятностных теорий игр и хаоса позволило объяснить многие тёмные места эволюции и естественного отбора, представлявшиеся ранее непознаваемой тайной. Теория эволюции по-прежнему содержит много противоречий и неясных моментов, хотя эти противоречия совсем иного характера, чем у креационистов, пытающихся свести историю возникновения жизни на Земле к шестидневному акту Творца. Нет сомнений, что открытие Дарвина дало мощный толчок дальнейшему развитию науки. Все явления природы стали рассматриваться в плане динамического эволюционного процесса. Но особо сильное влияние теория эволюции оказала на развитие биологии. Теория эволюции сделала то, что делают все великие теории, - она открыла новые направления развития науки и вдохновила учёных на новые открытия. У учёных до сих пор масса вопросов относительно теории эволюции, и многие справедливо считают её несовершенной.

Дарвин, находившийся под впечатлением чётких и однозначных законов Ньютона, как и все остальные учёные того времени, пытался в биологии, как в физике, вывести формулу эволюции. Но его «Происхождение видов» выглядит скорее как речь адвоката на суде, чем как определение непререкаемого закона природы, хотя Дарвин понимал, что живые организмы – не механические тела и должны существовать как-то иначе. Дарвин не знал и не мог знать, что в основе явления, которое он пытался описать, лежат законы случайных вероятностей и неопределённости. Поэтому у Дарвина не было шансов разгадать тайны механизмов наследственности. Но и другие науки также переживали в это время кризис несоответствия классических методов науки наблюдаемым явлениям (например, при изучении газов и фундаментальных частиц). Несколько позже квантовая механика, принцип неопределённости Гейзенберга изменили наши представления о мире: на смену уверенности - сложившейся ещё в эпоху расцвета классической механики - в том, что все явления мира подчиняются её законам, постепенно пришло понимание того, что различные области действительности «управляются» с помощью различного типа законов. Но даже новые подходы в физике оказались слишком «жёсткими» для биологии: атомы, из которых состоит газ, однообразны и элементарны, чего не скажешь о биологических объектах.

Чтобы объяснить неопределённость биологических объектов, некоторые учёные стали рассматривать их на уровне совокупностей органических молекул. Из этого направления возникли молекулярная биология и генетика, которые привели к революционному прорыву в биотехнологии, медицине и общей биологии. На фоне открытий генетики и молекулярной биологии работы старых натуралистов выглядели недостаточно точными и несерьёзными. Престиж классической биологии постепенно падал… Но с недавних пор становится всё очевиднее ограниченность методов и этих дисциплин, их неспособность дать ответы на нерешённые вопросы теории эволюции. Очевидно, что многочисленные феномены мира живых организмов невозможно свести к взаимодействию органических молекул и генов. Живой организм намного сложнее, чем гены и синтезированные на их основе белки. Налицо – проявление действия одного из законов диалектики: переход количественных изменений в качественные. Жизнь как раз и стала результатом такого качественного преобразования совокупности метаболических процессов и клеточных структур. Жизнь возникла из хаоса в результате самоорганизации.

Традиционные научные подходы далеко не всегда позволяют найти правильный ответ в биологии, так как в основе этих подходов лежит постоянство некоторых неизменяемых параметров. А это не соответствует сущности жизни. Если удастся ввести живой организм в рамки такого статического состояния, то это будет уже мёртвый организм.

Проблема определения и моделирования жизни до сих пор не решена, хотя некоторые учёные всё ещё пытаются «втиснуть» поток жизни в схему физических и химических уравнений. Вероятно, настала пора пересмотреть подходы науки к исследованию жизни…

Во второй половине XIX века в физике произошли существенные перемены. В частности, были открыты законы термодинамики. Первый закон говорит о том, что энергия ниоткуда не появляется и никуда не исчезает, а лишь переходит из одного состояния в другое. Этот закон предопределяет необходимость второго закона, который объяснил бы, какие силы заставляют энергию менять своё состояние. Причину изменения систем и перехода энергии из одной формы в другую учёные назвали энтропией. Второй закон термодинамики свидетельствует о том, что энтропия закрытой системы может только увеличиваться: «энергия вселенной остаётся постоянной; энтропия вселенной стремится к максимуму». Стремление энтропии к максимуму означает, что все самопроизвольные процессы ведут к увеличению беспорядка.

Закон стремления системы к росту энтропии имеет непосредственное отношение к эволюции видов. На первый взгляд, жизнь противоречит законам термодинамики, поскольку развитие живых организмов сопровождается самоорганизацией. Ранее уже говорилось, что все виды идеально соответствуют условиям их обитания. Это соответствие могло возникнуть только в ходе упорядочения живых систем (теологи видели в этом упорядочении руку Творца).

Живые организмы также подчиняются законам термодинамики. Обмен веществ представляет собой ряд биохимических превращений. На каждом этапе этого процесса происходит высвобождение порции энергии, необходимой для приведение в движение «маховика жизни», подобно тому, как струи воды, падающие на лопасти колеса водяной мельницы, заставляют крутиться жернова. Если в организме цепь метаболизма (обмена веществ) нарушается, - наступает коллапс. Достижение максимальной энтропии для живого организма означает смерть. Каким же образом жизнь могла возникнуть в мире, где балом правит энтропия? Как без внешнего направления развития системы могло измениться в сторону усложнения и большей организованности? Ответы на эти вопросы дал в своей книге «Что такое жизнь?» физик Э. Шрёдингер. Он показал, что в отличие от закрытых систем, где с ростом энтропии ничего нельзя поделать, в открытых системах с притоком энергии образуются так называемые завихрения упорядоченности, в которых развитие системы идёт в противоположном направлении. Таким завихрением упорядоченности, находящемся в постоянном движении и черпающим энергию от солнца, является жизнь – от отдельного организма до всей экосистемы в целом. Шрёдингер писал: «суть метаболизма состоит в том, что организм освобождается от энтропии, которую он не может не продуцировать в процессе жизни». Он показал, что живые организмы – не исключения из правил, а часть физико-химической вселенной, и они подчиняются тем же термодинамическим законам. Ошибкой было бы рассматривать живые организмы как уравновешенные системы. Наоборот, для жизни состояние равновесия невозможно. Жизнь продолжается, пока её маятник движется, колеблется. Только в результате движения в направлении, противоположном направлению развития вселенной, живым организмам удаётся сохранить себя как живым.

Существенно продвинуть науку в раскрытии основ жизни удалось английскому биологу Ф. Крику, объектом изучения которого была ДНК, известная к тому времени как носитель наследственности. Крика вдохновили работы Шрёдингера и желание потеснить религиозные догмы. Он показал, что живые организмы, которые при попытке объяснить их с позиции физики и химии казались столь таинственными, всё же имеют физико-химическую природу. Крику и его соавтору Дж. Уотсону удалось правильно описать структуру ДНК. Важность этого открытия чрезвычайна, поскольку знание структуры ДНК давало ключ к раскрытию механизмов функционирования молекулярного носителя наследственности.

Открытия в генетике и молекулярной биологии позволили лучше понять механизмы эволюции. В то же время эти открытия подлили масла в огонь старых споров о движущих факторах эволюции и значении естественного отбора. Уже, казалось бы, почившие в небытии натуралисты старой школы – «натуралисты с сачками для ловли бабочек» - нашли в открытиях генетики новую опору. Толчок к оживлению старых споров дала биометрия и её новое направление – теория игр. На её основе М. Кимура создал гипотезу нейтральности мутаций. Он предположил, что мутации чаще всего бывают нейтральными и не несут никаких положительных или отрицательных качеств индивидуумам. Изменчивость видов происходит вследствие различия в частотах мутаций в разных популяциях и под влиянием нейтрального генетического дрейфа. Естественному отбору и адаптации к условиям окружающей среды в этой гипотезе отводилась второстепенная роль.

В классическом дарвинизме складывались новые противоречия. В частности, с его позиций невозможно было объяснить эволюцию «общественного» поведения животных. Вызов сторонникам естественного отбора бросал факт существования альтруизма как у животных, так и в человеческом обществе. Казалось бы, что альтруисты в соответствии с теорией естественного отбора должны были быстро вымереть и уступить место под солнцем мошенникам и эгоистам. Проблему удалось решить путём переноса области применения естественного отбора от индивидов к группам родственных особей. Шотландский эколог Винни-Эдвардс постулировал возникновение альтруизма как результат естественного отбора популяций организмов. Он предположил, что популяция, особи которой способны к самопожертвованию ради своих родственников, имеет больше шансов выжить, чем популяция эгоистов и привёл пример альтруизма животных, когда в перенаселённых популяциях поведение особей изменяется для снижения рождаемости. Идею Винни-Эдвардса развил доктор Гамильтон, указав на тот факт, что соревнование в действительности происходит не между разными индивидуумами и линиями поведения, а между группами генов. Альтруисты побеждают мошенников, если альтруизм направлен на сохранение и процветание членов генетически родственной группы особей. Изучая генетические связи между особями общественных насекомых (муравьёв, пчёл, ос), Гамильтон обнаружил, что рабочие особи одной семьи, которые у перепончатокрылых всегда являются самками, генетически гораздо более однородны, чем родительские особи и самцы, появившиеся в той же семье. Рабочие сёстры являются, по сути, клонами одного и того же генома. Помогая самке производить потомство, рабочие особи клонируют самих себя и повышают шанс собственных генов быть увековеченными в следующих поколениях. Гамильтон ввёл для объяснения альтруизма термин родовой естественный отбор.

После того, как была предложена гипотеза родового естественного отбора, удалось примирить классическую теорию эволюции со статистической моделью теории игр. Объединение этих теорий позволило разработать модели возникновения и развития общественного поведения животных и человека, что не удавалось сделать с позиций классического естественного отбора. В последние десятилетия, когда появились новые методы сравнения молекул ДНК и вычисления степени генетического родства между организмами, открылись новые факты, подтверждающие со статистической достоверностью чрезвычайно важную роль родового естественного отбора в эволюции поведения. Стало очевидным, что альтруистическое поведение животных, включая взаимопомощь и подачу сигнала опасности, направлено на процветание и эволюционный успех только ближайших родственников, содержащих тот же генетический материал.

Теория родового естественного отбора появилась в результате синтеза классической теории эволюции и социобиологии, изучающей развитие общественного поведения животных. Э. Уилсон предложил новый подход, позволяющий переосмыслить теорию эволюции. В основе по-прежнему лежит классическая теория эволюции Дарвина с естественным отбором в качестве основной движущей силы, направленной на достижение лучшей приспособленности к условиям окружающей среды на индивидуальном уровне. Теория родового отбора использовалась для объяснения феноменов более широкого масштаба, например, для объяснения развития психики приматов. По версии Уилсона, обезьянам и предкам людей дополнительные возможности мозга потребовались, в частности, и для того, чтобы лучше помнить, к какой группе особей они принадлежат и какова степень их родства с членами группы.

Книга Р. Докинза «Эгоистичный ген» продвинула гипотезу родового отбора на следующую ступеньку. Объект эволюции, по Докинзу, - не вид, не группа особей и даже не индивидуумы, а ген, «обеспокоенный» увековечиванием себя в следующих поколениях. Гены альтруизма также борются за самосохранение, поскольку (в соответствии со статистическими работами биолога Галдана) родные и двоюродные братья и сёстры обладателя этих генов несут в совокупности больше копий тех же самых генов, которые представлены в его собственном геноме. Докинзу удалось разработать модель эволюции, объясняющую развитие видов с точки зрения борьбы за самосохранение отдельных генов. Вероятность того, что ген сохранится в следующем поколении, так же, как и в случае с отдельными особями, зависела напрямую от его устойчивости и способности к самокопированию. Косвенным образом борьба генов за самосохранение сказывается на приспособляемости организмов. Ведь чем больше положительных качеств сообщают гены организму, тем выше у него шанс оставить большое потомство, то есть скопировать свои гены. В этой системе организм выступает всего лишь «машиной выживания» генов. «Машины выживания» в конце концов погибают, но гены сохраняются в следующих поколениях. Докинз писал: «Гены, как бриллианты, остаются неизменными в веках, тогда как отдельные особи, родственные группы и виды можно представить облаками или пылевыми тучами над пустыней, уносимыми ветром».

Модель Докинза хорошо объясняла факт, ранее повергнувший учёных в шок – геномы организмов оказались заполненными казалось бы бессмысленными, ничего не кодирующими фрагментами ДНК. Эти фрагменты не несли организму никаких положительных качеств. Откуда же они возникли в таком количестве? Гипотезу Докинза об эгоистичных генах можно расширить до гипотезы эгоистичной ДНК: эти фрагменты сохранились потому, что они преуспели в самокопировании. А успех целого организма их «волновал» лишь в том плане, насколько успешно на нём можно паразитировать. Но сохранение в организме псевдогенов может оказаться полезным явлением, поскольку в результате мутаций псевдогены могут превратиться в настоящие гены, кодирующие полезные качества.

Надо заметить, что в гипотезе Докинза термин «ген» уже имеет новый смысл. Он перестал быть всего лишь фрагментом ДНК, кодирующим определённый белок и приобрёл более абстрактные черты – это совокупность генетических элементов, копирующихся вместе и кодирующих целый комплекс признаков или поведенческую реакцию.

Докинз предложил ещё более абстрактную единицу эволюции – мемес, который представляет собой элемент общественного поведения, закрепившийся в популяции благодаря тому, что имел определённое адаптивное значение, важное для выживания популяции. Докинз заключил, что возникновение в ходе эволюции мемесов перевело её на качественно новый уровень метаэволюции – появление человека и его истории.

Идеи Докинза и социобиология Уилсона вызвали оживлённую реакцию. Против них выступили не только некоторые учёные, но и общественность. Оппонентов Уилсона справедливо возмутило то, что он свёл всё богатство культуры, социальных отношений к простой адаптивной эволюции. Некоторые увидели в гипотезе Уилсона попытку возродить социальный дарвинизм и евгенику. Разгорелся старый спор о том, чего в человеческой природе больше – врождённого или приобретённого в ходе воспитания? Позиция Уилсона была воспринята как основа для утверждения генетического детерминизма.

Против Докинза и Уилсона выступила часть социологов и психологов, теории которых современные биологи считают в какой-то мере «надуманным шаманством». Хотя биологию до сих пор часто рассматривают как «неточную» науку, в действительности биологи оперируют гораздо более воспроизводимыми и точными методами, чем социологи и психологи, которые также давно отказались от чисто спекулятивных методов исследования и широко используют в своей работе математический аппарат.

Громче всех критика звучала из уст учёных, придерживающихся левых взглядов, например, со стороны Р. Левонтина, ученика Добжанского. И Левонтин, и Добжанский были противниками евгеники. Левонтин никогда публично не критиковал социобиологию и эволюцию эгоистичных генов. И его толерантность к авторам этих учений основывалась главным образом на политических и моральных мотивах. Левонтин работал с Уилсоном и знал, что тот совсем не является сторонником евгеники и генетического детерминизма. Но Левонтин предупреждал, что новые тенденции в биологии могут привести к опасным социальным последствиям. Он считал, что учёные должны задумываться над тем, какое влияние на общество могут оказать их взгляды. Впрочем, как учёный Левонтин хорошо знал, что критика научной теории не может основываться на том, что она может негативно повлиять на общество. Он привёл иные доводы: известно, что развитие эмбриона находится под сильным влиянием внешних факторов. Поэтому даже новорожденного ребёнка нельзя рассматривать как продукт исключительно унаследованных им генов. «Невозможно по одному только геному предсказать, как будет выглядеть организм», - утверждал Левонтин. Ведь даже клонированные животные не являются точными копиями своих «родителей»: чёрно-белый узор пятен у клонов коров голштинской породы был не таким, как у исходного животного.

Э. Майр, человек не левых взглядов, также не соглашался с гипотезой селекции генов, ибо ген не может быть объектом эволюционного отбора, поскольку конкуренция происходит лишь на уровне организмов, а признаки организмов являются результатом совместной работы тысяч генов. Поскольку ни один ген не может существовать и действовать сам по себе, то отдельные гены не могут подвергаться естественному отбору. Среда обитания никоим образом не влияет на отдельные гены. Более или менее приспособленными к условиям существования могут быть только организмы, то есть весь геном целиком. Левонтин на основе экспериментальных данных показал, что ген сам по себе не может быть объектом естественного отбора.

Как и ряд других биологов, Майр также выступал против редукционистского сведения биологии к химии и физике и отстаивал самобытность биологических процессов.

Гипотеза селекции генов подверглась критике и со стороны палеонтологов. Уж если генетикам удалось вытеснить с пьедестала науки классических биологов, изучавших живые организмы в природе, то палеонтологи со своими окаменелыми останками вымерших животных очутились вообще на задворках науки. Многим палеонтологам пришлось смириться с этой ролью. И если они находили что-то, что не укладывалось в схему эволюции, предложенную генетиками и молекулярными биологами, то им не оставалось ничего другого, кроме как положить этот экспонат на дальнюю полку.

Но два молодых охотника за окаменелостями – С. Голд и Н. Элдредж – решили, что пришла пора проверить на прочность общепризнанную теорию эволюции. В научном мире 1970-х годов было принято считать, что эволюционное развитие видов, как и полагал Дарвин, идёт постоянно небольшими и незаметными шажками. Новый синтез эволюционных теорий, как и открытия генетиков, не противоречили этому убеждению. Но Голду и Элдреджу были известны факты, о которых хорошо знали многие другие палеонтологи: судя по ископаемым останкам, многие виды внезапно возникали и оставались неизменными в течение миллионов лет, после чего так же внезапно исчезали. Размеры и формы организмов были постоянными в продолжение геологических эпох, хотя на протяжении этих эпох происходили существенные климатические изменения, включая глобальные оледенения. Потом вдруг происходила замена большинства видов на другие – начиналась новая геологическая эпоха. Голд и Элдредж назвали эти события периодически нарушаемым равновесием. Подобные резкие изменения никак не укладывались в генетическую модель эволюции. Напротив, они подтверждали гипотезу сальтаций (скачков), предложенную ещё Батесоном, современником Дарвина. Реакция на гипотезу периодически нарушаемого равновесия была весьма прохладной. Противоречие требовало объяснения. Некоторые вслед за Дарвином пытались объяснить дискретность палеонтологических находок тем, что промежуточные формы были немногочисленными. Приводились примеры того, что в некоторых случаях удавалось отыскать промежуточные формы между разными видами, но таких примеров было очень мало.

Было также неясно, что представляет собой понятие «быстротечные изменения видов». В масштабах геологических эпох эти изменения действительно были быстрыми, но миллионы лет в промежутках между геологическими эпохами с точки зрения биологии были достаточным отрезком времени для постепенной эволюции видов в результате мутаций и генетических рекомбинаций. Таковыми были аргументы Майра, известного гипотезой аллопатрической эволюции (слово allopatric означает «из другой страны»). Майр предполагал, что видообразование, скорее всего, происходит, когда небольшая популяция оказывается географически изолированной от исходной родительской популяции. В результате близкородственного скрещивания и генетического дрейфа в небольшой изолированной группе особей возникают и закрепляются новые признаки. Майр назвал это явление эффектом первопроходцев по аналогии с тем, как при переселении небольшой группы людей в новое место их культура приобретает стремительные изменения. Отделившись от основной популяции и адаптировавшись к неблагоприятным условиям существования, группа первопроходцев преумножается в числе и расширяет свой ареал. Вернувшись на землю предков, новая разновидность может успешно конкурировать с исходным видом и, в конце концов, вытеснить его. Если скрещивание между репатриантами и старым видом всё ещё возможно, то возникает гибридная популяция, которая часто ещё более продвинута эволюционно. Майр считал, что со временем эта разновидность может стать новым видом.

В своё время Дарвин, размышляя над механизмом возникновения видов, пришёл к выводу, что природные катаклизмы должны стимулировать видообразование. К. Ваддингтон в 1950-х годах экспериментально продемонстрировал, что изменения окружающей среды действительно могут влиять на частоту мутаций. Он поставил опыт, в котором подверг яйца плодовой мушки тепловому шоку, в результате чего возрос процент мутантных особей. Изменения были перманентными и закреплялись в следующих поколениях. Это явление Ваддингтон назвал генетической ассимиляцией. На основании полученных фактов он разработал новую теорию, описывающую влияние окружающей среды на изменение фенотипа вида в результате направленного мутагенеза. Ваддингтон предположил, что каждый организм содержит инструкцию по развитию более чем одного фенотипа. Влияние некоторых факторов внешней среды на эмбрион может приводить к переключению с одного типа развития на другой, что ведёт к резкому изменению внешнего вида организма.

Ряд биологов считали, что в выборе направления эволюции участвует также сам организм. Влияние естественного отбора модулируется внутренним потенциалом организма. Естественный отбор, по их мнению, не может оказывать никакого влияния непосредственно на гены, но генетический набор организма и его внутреннее устройство влияют на реакцию этого организма на изменения окружающей среды. Нельзя все признаки живого организма рассматривать только как приспособление к чему-либо. Напротив, организм развивает некоторые свои свойства только потому, что он может быть таким, то есть это соответствует его внутренней природе, и он не может быть другим.

Удача тоже играет определённую роль. Идеально приспособленный организм может исчезнуть с лица Земли вследствие катаклизма, тогда как менее приспособленный может процветать в условиях мягкого климата и умеренной конкуренции.

Чтобы показать необоснованность приписывания признакам живых организмов определённой адаптивной значимости, Голд и Левонтин в качестве примера рассматривали подбородок человека. Подбородок образуется в месте срастания костей нижней челюсти. Он может быть широким, узким, с ямочкой. Форма подбородка не является адаптивным признаком – просто подбородок может быть таким или иным.

Идея ограниченности изменчивости получила дальнейшее развитие: совокупность элементов строения тела и размеров накладывают ограничения на возможные пути дальнейшего развития. Например, у животного с комплекцией слона не может быть крыльев или стройных длинных ног. На определённом этапе эволюции появляются организмы с новым планом строения тела, после чего эволюция потомков может продолжаться лишь по пути модификации этого плана без радикальных изменений. Невозможен также возврат к форме предкового организма. По этой причине невозможно повторное возникновение вымершего вида, как и повторное возникновение социальных существ на основе биологических предков.

Б. Гудвин показал, что формы живой природы соответствуют некоторым фундаментальным пропорциям. Например, расположение листьев на стебле соответствует числовой последовательности, открытой ещё в XIII веке математиком Леонардо Фибоначчи. Неожиданным открытием было то, что динамика роста колонии грибов миксомицетов в точности соответствовала динамике изменения скорости химических реакций, описанной химиками Л. Белоусовым и А. Жаботинским. Эти совпадения между далёкими объектами указывали на то, что в природе существуют свои золотые пропорции и общие закономерности, которые прослеживаются у всех живых организмов. Эта гипотеза существенно ограничивает роль генов и значение естественного отбора. Гудвин писал: «Естественный отбор выполняет лишь роль грубого фильтра, отсеивающего абсолютный брак».

Логическим продолжением теории периодически нарушаемого равновесия стала гипотеза Голда о многоступенчатой иерархии естественного отбора. Вместо того чтобы спорить о том, действует естественный отбор на уровне генов или организмов, почему бы не признать, что мир не так прост, и процессы эволюции идут параллельно на разных уровнях: генетическом, индивидуальном, групповом, видовом. Эта идея получила дальнейшее развитие: экологами была разработана модель эволюции экологических систем. Согласно этой модели, вся экосистема со сложными трофическими цепочками должна реагировать согласованно на изменения окружающей среды и внутренние изменения видового состава. Изменения свойств любого вида не могут пройти бесследно для экосистемы – в ней должны произойти компенсирующие изменения.

Иерархическая многослойность процессов естественного отбора с учётом взаимодействия между уровнями и наличия специфических для каждого уровня законов делает систему эволюции слишком сложной для моделирования. Отсюда – стремление части биологов изучать и описывать общие тенденции, не пытаясь сводить их к каким-либо математическим выражениям. Примером такой повествовательной эволюционной теории могут быть книги самого Дарвина, в которых он описывал результаты наблюдений. Возвращение эволюционистов от моделирования, применение которого в условиях чрезвычайной сложности моделируемых процессов и получения неопределённого конечного результата, к экспериментальной описательной биологии есть проблема и понимание трудности её решения.

Открытие второго закона термодинамики привело к использованию в науке вероятностной математики. Развитие и функционирование хаотических или катастрофических систем, к которым можно отнести погоду, экономику, работу сердца или мозга, нельзя описать с помощью линейных математических уравнений. Эти динамические системы подчиняются влиянию многочисленных факторов, многие из которых просто неизвестны. Состояние этих факторов воспроизводится не как траектория точек (как это было с летящим мячиком), а как вероятностное облако в трехмерном пространстве. Такие системы называются квазидетерминистическими. В отличие от детерминистической системы, в которой в любой момент можно точно установить координаты объекта, в ней говорить о текущем положении объекта можно только с той или иной долей вероятности. Вместе с тем, можно найти точку, в которой вероятность нахождения объекта будет максимальной. Эту точку называют центром притяжения или аттрактором.

Согласно второму закону термодинамики любые изменения в системе происходят из-за образования перепадов температур, плотности вещества и т. п. Система стремится к достижению равномерного смешивания на микроскопическом уровне и однообразия параметров на макроскопическом уровне.

В природе существует множество так называемых диссипативных структур, к числу которых относятся все формы жизни, представляющие собой сложно устроенные системы распределения энтропии. Действие второго закона термодинамики применительно к эволюции как диссипативной системе живых организмов описал физико-химик И. Пригожин.

Ф. Кауффман разработал несколько моделей с различным числом генов и факторов, запускающих или отключающих работу генов. В зависимости от сложности системы Кауффман получил два принципиально различных результата. Если число факторов было небольшим, то в трехмерной модели линии образовывали совокупности кривых, сходящихся в нескольких точках. Эти точки были аттракторами, в которых система обретала равновесие. После любых возмущений система быстро возвращалась в прежнее состояние равновесия. Кауффман заключил, что если работа генов регулируется небольшим числом факторов, то характеристики организма будут предопределены. То есть возможна эволюция организма лишь в нескольких направлениях. Причём, строение организма влияет на эволюцию в большей степени, чем изменения в окружающей среде. В такой модели эволюции роль естественного отбора сводилась к минимуму.

На следующем этапе исследований Кауффман добавил в систему больше факторов влияния, чтобы привести систему в квазидетерминированное состояние. В какой-то момент система становилась совершенно хаотичной и непредсказуемой, но на границе детерминированности и неопределённости система вела себя удивительным образом. В системе по-прежнему были аттракторы, но они стали непостоянными. Возмущение системы приводило к изменению положения аттракторов, то есть система, как и в предыдущей модели, возвращалась в состояние равновесия, но каждый раз новое состояние равновесия отличалось от предыдущего. Это означало, что внешние воздействия могли существенно влиять на состояние равновесия системы. Если регуляторные гены образуют сложную сеть взаимодействий между собой и с факторами окружающей среды, то изменения в окружающей среде могут привести к существенному изменению организма и закреплению новой формы, хотя генетический набор организма остаётся прежним. Но такое поведение системы возможно, только если она находится на границе между строгим детерминизмом и хаосом.

В результате дальнейших исследований Кауффман установил, что в биологических системах существует естественное ограничение, не позволяющее системе уйти в хаос или в жёсткий детерминизм. Причём, в основе этого ограничения лежит естественный отбор, то есть выживают только те организмы, которые чувствительны к естественному отбору. Интересно то, что Кауффман, получив в начале своих исследований результаты, противоречащие теории Дарвина, в конце концов пришёл к модели, подтверждающей её.

Не удивительно, если многое из выше изложенного кажется слишком абстрактным, далёким от реальности. Кауффман и его предшественники, обосновав теоретическую биологию, превратили эту дисциплину во что-то схожее с физикой далёких галактик. Это дало основание Д. М. Смиту в шутку назвать её «наукой, свободной от фактов», поскольку все выкладки биологов- теоретиков есть результат мыслительной деятельности, предшествующей наблюдению или эксперименту.

Интересно проследить, как менялась философия теории эволюции за последние два века. Отправной точкой для Дарвина стала статическая предопределённость законов Ньютона. Первые популяционные генетики наделили эту теорию вероятностными свойствами, точно так же, как открытия квантовой физики ограничили применимость классически-механического представления о действительности. Термодинамика лишила теорию эволюции представления о состоянии равновесия, а новые математические подходы «вытеснили» её на «границы хаоса». Мы уже не можем ожидать однозначного ответа ни на один вопрос. Вместо этого приходится иметь дело с ограничениями вероятности и общими тенденциями. И, видимо, это – естественное состояние жизни - быть на границе предсказуемости и неопределённости.

В заключение хочется привести слова Дэвида Депью и Брюса Вебера из их книги «Дарвинизм в развитии»: «Теперь мы поняли, что Бог не только играл в кости, как на то указал Эйнштейн, но при этом ещё и жульничал».

(По материалам книги Синтии Миллс «Теория эволюции»)