Лекция №1.
Понятие об эволюционном учении.
Значение эволюционизма.
Задачи курса дарвинизма.
Основные принципы и методы эволюционного учения.
Место эволюционизма в системе научного познания.
Некоторые общебиологические понятия.
Литература:
Дарвинизм. Георгиевский А.Б. Москва 1985г.
Эволюционное учение. А.В. Яблоков, А.Г. Юсуоров (Дарвинизм) Москва 1989.
Тимофеев - Ресовский «Очерки теории эволюции». М. МГУ, 1987г.
Стоун «Происхождение».
Термин «эволюция» от лат. - Evolution (развертывание), определил в XVIII веке швейцарец Шарль Боине-Зародин.
Сейчас не надо доказывать, что эволюция - развитие организмов во времени, историческая трансформация живого на Земле, существует в окружающем нас мире, и что именно результатом эволюции является все то многообразие форм живого с которым каждый из нас в большей или меньшей степени знаком по собственному опыту.
Но из признания самого факта эволюционного развития живой природы, так же как из огромных успехов в изучении существующих организмов еще не следует, что мы знаем законы и движущую силу эволюции. А знание этих законов важно потому, что именно такой эволюционный подход и дает возможность достаточно глубоко понять данные любой специальной дисциплины, будь это биохимия, биофизика, генетика, морфология, физиология, зоология или ботаника.
Пример: Клевер — старые девы.
Но эволюционный подход оказывается необходим не только для развития специальных биологических наук. Человечество сейчас встало перед необходимостью сознательно планировать и детально предвидеть результаты все большего вмешательства в прежде стихийные процессы, идущие в биосфере Земли. Такое сознательное планирование и вмешательство немыслимо без знания законов, которые управляют развитием природы, а понимание этих законов дает нам эволюционное учение.
Эволюционные идеи возникли еще тысячелетия назад, но эволюционное учение по существу стало формироваться лишь с конца XVIF века. Здесь важно подчеркнуть, что заслугой Дарвина является не знание эволюционного учения (и тем более не доказательства факта существования эволюции в природе), а вскрытие материальных естественно — исторических причин эволюции, что и превратило эволюционное учение в теорию эволюции.
Дать содержательную характеристику эволюции можно на основе вычленение самых существующих ее признаков. Выделяют 3 таких признака, необходимые и достаточные для. характеристики эволюции как особой формы развития материи. *» Биологическая эволюция необратима - это раз. Эволюция по своей сути есть изменение биологически полезных признаков - это два. Эволюция основана на преемственности, то есть гармоничном встраивании новых элементов в старую организацию - это три. (Не по Интернационалу)
А теперь кратко поясню сказанное.
Всякое подлинное развитие есть не повторение старого, а образование качественно новых состояний, т.е. это творческий процесс. Возникновение полезной для организма биохимической реакции морфологического или физиологического признака, формы поведения или образование вида. Все это факты эволюционного развития. Развитие же, как цепь новообразований характеризуется необратимостью к своему прежнему состоянию. Даже полное восстановление условий жизни предков (теоретически это представимо) не может вернуть вид предковому состоянию.
Скажем тюлени, моржи, киты не стали рыбами, а адаптировались для жизни в водной среде.
Итак, эволюция величина векторная.
II— Для исторического развития живых организмов характерно не просто образование нового качества, а образование таких свойств которые полезны для отдельного организма или вида в целом. Именно в возникновении биологически полезных признаков заключается основное содержание эволюционного процесса.
III - И, наконец, развитие представляет собой переход от одного состояния к другому не только путем образования новых свойств, но и сохранением многих особенностей старой организации. Эволюционные преобразования организмов и видов в целом осуществляется благодаря преемственности - передаче наследственной информации через смену поколений.
Но надо лишь навсегда запомнить, что в отличии от индивидуального развития эволюция не запрограммирована. Но она и не является хаотическим процессом - она имеет общую прогрессивную направленность усложнения организации от первичных одноклеточных до человека.
Эволюция жизни на Земле проходила три основных этапа:
а) происхождение жизни,
б) развитие конкретных групп организмов и биосферы в целом,
в) возникновение человечества, как основной биосоциальной системы.
В самом широком смысле предмет эволюционной теории и составляет эти три этапа исторического развития живой материи. Будучи обобщающей дисциплиной, тесно связанной с другими областями биологии эволюционная теория тем не менее имеет четко очерченный крут своих проблем.
Она призвана ответить на вопросы, почему, в силу каких условий и причин возникли те или иные формы организмов, и объяснить, как они возникли. Именно причинное (каузальное) объяснение процессов исторического развития жизни отличает эволюционную теорию от всех других областей биологии и придает ей
статус самостоятельной науки.
Значение эволюционной теории
Говорят, что «нет ничего практичнее, нежели хорошая теория». Этот афоризм в полной мере относится и к теории эволюции. С того времени как она возникла, а это середина XIX века, ее значение беспрерывно растет, отражая по существу все более широкое вторжение человека в биосферу Земли.
Главная проблема сегодняшней жизни человечества — взаимоотношение человека с биосферой. Человек с момента возникновения активно и все более масштабно вторгается в исторически сложившиеся биоценозы. Вспомним хотя бы, что еще 2 тысячи лет тому назад большая часть территории Европы была покрыта дремучими лесами, и в глуши лесов строилась Москва.
А ныне даже на огромных территориях Вологодской и Астраханской областей не встретишь первичных хвойных лесов, зона степей исчезла как ландшафт на протяжении от Венгрии до Алтая. Буквально на протяжении двух поколений стали исчезать из пищевого рациона осетровые и лососевые рыбы, на грани исчезновения многие десятки видов птиц, млекопитающих рептилий, амфибий, а на огромных густонаселенных территориях даже бабочки и многие виды цветковых растений.
В результате непосредственного хозяйственного использования, сознательного переселения или непредвиденных последствий деятельности человека меняется животный и растительный мир целых континентов и географических районов. Кролики в Австралии, воробьи в Северной Америке, элодея в водоемах Европы и Азии, ондатра в Северной Евразии сделались фоновыми, определяющими видами в течении нескольких десятков лет. В целом естественная эволюция биосферы становится хаотической, резко нарушается природные комплексы как за счет изъятия одних групп видов, так и за счет неожиданного размножения других. Во все возрастающем количестве в биосферу попадают вещества и соединения типа ДЦТ, радиоактивных отходов и т.п. к которым в живой природе нет выработанных эволюцией защитных приспособлений. Человек уже умеет вторгаться в природу, но еще не умеет предвидеть и соответственно предупреждать нежелательные последствия такого вторжения. Понимание всех подобных явлений немыслимо без рассмотрения их с широкой эволюционной точки зрения. Надо помнить, что население Земли прибывает на 3% в год, а современные методы хозяйствования, включая селекцию, отстают и продуктивность продовольствия на душу населения с одной площади не повышается, а падает от десятилетия к десятилетию. Выход из этого положения в широком эволюционно грамотном подходе. Проблема не в том чтобы заставить кукурузу расти под Архангельском, а дыню под Новосибирском - это в силах селекции, а в том, чтобы решить - стоит ли на это тратить время, силу, средства.
Надо всесторонне обосновать наиболее выгодные направления хозяйственной деятельности: не лучше ли направить силы, например, на исследование
возможности получения биомассы из листьев, хвои или организовать культуру микроводорослей, летом на солнечном освещении, зимой на искусственном. Так, сохранение и повышение биопродуктивности нашей планеты ~ проблема вроде бы биогеоценологическая, оказывается и эволюционная.
Другая важная эволюционная проблема - темпы эволюции, поскольку этот вопрос всегда встает, когда мир охватывает очередная пандемия гриппа, против которой бессильны активные в прошлом вакцины и сыворотки или когда в страну вторгается ДДТ устойчивая раса насекомых-вредителей.
Итак, грамотный подход к освоению природы, выбор оптимальных путей повышения продуктивности Земли и перспективное биологическое планирование хозяйства человечества требует знакомства с основными идеями эволюционной теории.
Итак, теория эволюции имеет важное значение для развития практически всех других биологических дисциплин, а также для формирования материалистического мировоззрения.
Задачи курса дарвинизма
Главные задачи эволюционной теории состоят в познании причин и общих закономерностей исторического развития живой материи. Их решение идет по двум руслам.
1. Широкое экспериментальное исследование всех звеньев эволюционного процесса, начиная с изменчивости популяции и заканчивая видообразованием. Основной объект эволюции это вид. Вид состоит из популяций являющихся элементарными единицами эволюционного процесса. Популяция это та лаборатория, в которой совершаются микроэволюционные преобразования. Важно также изучение структуры биогеоценозов, так как в них складывается противоречивые отношения между организмами, определяющие характер борьбы за существование, необходимой предпосылки естественного отбора.
Главная причина эволюции — естественный отбор, который осуществляется на основе взаимодействия многих предпосылок эволюционного процесса. Изучение предпосылок форм и направлений действия отбора составляет центральную проблему Дарвинизма.
2. Второе русло—это развитие теоретических исследований основных проблем эволюционной науки. Это, как правило, выдвижение новых гипотез, роль которых значительно возросла в связи со сложностью эволюционных процессов, включающих много звеньев и уровней, а также форм взаимодействия элементарных факторов и причин эволюции.
Для успешного решения теоретического и экспериментального аспектов эволюции требуется разработка методик моделирования эволюционных процессов в дриродных и лабораторных популяциях.
Эволюционная теория выполняет большой комплекс практических задач. Она Является научной основой селекции, широко используется в решении медицинских проблем в изучении заболеваний сельскохозяйственных животных и растений. Важнейшая практическая задача эволюционной теории заключается в разработке способов научного управления эволюционным процессом в условиях, когда столь возросла и в будущем еще более возрастет роль человека в регуляции функции биосферы.
Основные принципы и методы эволюционного умения Эволюционная теория основывается на двух принципах: а) историзм; 6) актуализм. С ним то как раз и связаны конкретные методы и направления исследований органической эволюции. Принцип историзма состоит в использовании для изучения современных организмов тех знаний, которые получены при изучении прошлой эволюции. По сути «изучение прошлого есть ключ к познанию настоящего». По сути же познание эволюции на основе принципа историзма осуществляется сравнительным и генетическим методами. Сравнительный метод используют при изучении уже сложившихся форм организмов, исследуя их статистики. Он основан на установлении сходства и различия строения и функциях разных групп организмов. Этим методом, скажем у позвоночных, был и установлен единый план строения скелета, а также принципиальное сходство в строении систем наружных и внутренних органов. В последние годы широко применяются методы молекулярной биологии в частности электрофореза.
Во-первых, знание первичной структуры белков или нуклеиновых кислот у нескольких видов позволяет четко установить их отличия по строению этих макромолекул. Во вторых можно выявить признаки филогенетического родства у очень далеких таксонов. Скажем, сравнительная морфология дрожжей, сосны и рыбы подчеркивает лишь их резкое различие. А метаболизм электролиза у этих столь различных организмов обнаружены общие по строению типы белков, так было установлена единая последовательность аминокислотных остатков в цитохроме С от бактерий до человека.
Хотя значение сравнительного метода огромно он не в состоянии объяснить причины возникновения тех или иных организмов, поскольку данный метод исследует уже сложившиеся формы организмов. Эту проблему решает генетический метод. Этот метод, иногда его называют историческим, введе! Дарвином и благодаря чему была осуществлена революция во естествознания и научного мировоззрения в целом.
Применительно к исследованию орилогенеза генетичесю всего, опирается на палеонтологические данные, которые на конкретном материале позволяют документально восстановить ход истории в тот организмов. В данном случае генетический метод тесно связасо сравнительным методом, которым определяется, например, последовательность какой либо филогенетической линии.
II — Принцип актуализма заключается в экстраполяции зна; события прошлого. Его сущность выражает афоризм: «Изучение настоящего есть иное к познанию прошлого».
Протекают на наших глазах микроэволюционные процессы доступны непосредственному изучению, поэтому главными решающими Теории является экспериментальное исследование причин и механизмов эволюции, которые невозможно установить, например, методами сравнительной морфологии или палеонтологии.
Принципы историзма и актуалнзма взаимосвязаны так как ныне действующее Причины эволюции принципиально сходны с причинами, действующими в прошлом
эти принципы и лежащие в их основе разные направления исследований эволюции (палеонтологическое, морфологическое, эмбриологическое, биогеографическое и др.) в комплексе позволяют наиболее полно восстановить и глубоко изучить эволюционный процесс в его многообразных проявлениях.
Место эволюционной теории в системе научного познания. Итак, как мы уже себе уяснили, эволюционная теория - самостоятельная биологическая дисциплина и вместе с тем область смежной со многими отраслями естествознания, социальными науками, с , философией диалектического материализма.
Она опирается на разные направления биологии (морфологию, генетику, экологию, биохимию и т.п.). С другой стороны она связана с науками имеющими практическое значение и кроме всего прочего является основой для разработки общенаучных и философских проблем биологии. Представленная здесь схема отражает лишь некоторые, главные связи эволюционной теории с другими науками. Отсюда несомненно видна широкая связь эволюционной теории в системе научного познания.
И дело здесь в том, что, скажем, различные формы организации живого как эволюцио нирующне имеют сложную внутреннюю структуру и изучаются различными науками. Организм исследуется: на молекулярном, клеточном, тканевым, системно-органном уровнях, отсюда — молекулярная генетика, биохимия, цитология, гистология, анатомия, физиология. Надорганизменные формы (популяция, биогеоценоз) исследуются генетикой и экологией популяций бногеоценологией. Изучение предпосылок эволюционного процесса закономерностей орилогенетического развития конкретных групп организмов составляет область другого комплекса наук: эволюционной морфологии и физиологии, генетики, экологии, палеонтологии.
На материале эволюционной теории наиболее успешно разрешаются проблемы диалектики в рамках философских вопросов биологии. Областью эволюционной теории пограничной с историческим материализмом является проблема происхождения Щ человека (антропосоциогенез). Таким образом, диалектическая концепция развития - методологическая база эволюционной теории. Теория эволюции всегда занимала важное место в седеалогической борьбе. Пропагандой концепции «социобиологии» пытаются порой доказать, что общественной жизнью управляют не социальные, а биологические закон (конкуренция, агрессивность и т.д,), С действием этих законов связанны якобы во явления острого социального характера - войны, нищета, преступность. Знание основ современной теории эволюции вооружает биолога материалиста мощныл оружием не только в дискуссиях, с научными противниками (антидарвинистами), но и в идеологической борьбе.
Некоторые общебиологические понятия здесь я считаю необходимым дать по
возможности краткое и точное описание и формулировку ряда специальных ' понятий, необходимых для дальнейшего изложения.
Их можно разделить на четыре группы. Они отражают:
Все что относится к общей характеристике жизни
Характеристика особи
Специфика существования жизни во времени
Специфика существования жизни в пространстве биосферы Земли
1. Общая характеристика живого
Здесь, следует, сказать о биотическом потенциале, к примеру, 44 особи мучных жучков на 1 г муки. Все организмы по способу питания делятся на автотрофов (все необходимое из неживой природы) и гетеротрофов используют для питания органические соединения.
Элементарной единицей наследственности является ген, морфологически представляет собой участок ДНК. Гены в хромосомах расположены линейно, в определенном сложном порядке. Процесс клеточного деления - митоз - сводится к точному распределению хромосом. Двойной набор хромосом называется диплоидным (2п). Различные формы одного и того же гена называются разными аллелями. В результате двойного деления - мейоза образуются 4 половых клетки с одинарным или гаплоидным набором хромосом. Особи, несущие идентичные аллели (АА, аа) называются гомозиготными, Аа - гетерозиготными, (аа) -гомозиготность называется рецессивной. Совокупность наследственных свойств организма закодированных в генах, называется генотипом. Фенотипом называется конечный результат проявления генотипа, на него оказывают влияние и аллели входящие в генотип.
Структурные изменения генов и хромосом называют мутациями, которые и являются элементарными единицами наследственной изменчивости.
2.Особь и онтогенез.
Особь (индивид, индивидуум) бесспорно, является элементарной, неделимой единицей жизни на Земле. Развитие особи носит название процесса онтогенеза. Таким образом, онтогенез - это развитие особи от образования зародышевой клетки (гаметы, зиготы, споры) до смерти или прекращения существования в прежнем качестве (деление клетки на две).
3.Жизнь во времени.
Филогенез - историческое развитие последовательностей. Череды поколений организмов, приведение к возникновению данной группы особей с еекарактерньш типом строения. В процессе филогенеза происходит смена генетической информации, приобретение и реализация групповой новой наследственной информации.
4.Жнтъ в пространстве.
В результате филогенеза могут образоваться группы (различные таксоны) занимающие пространственно-различные части земной поверхности, т.е. обладающие своими ареалами. Реально все участки Земной поверхности населены не одной формой живых организмов, а весьма сложными сообществами из очень большого числа различных форм (видов), такие сообщества называются биоценозами. Комбинацию определенного биоценоза с комплексом косных условий и факторов физико-географической групп его обитания - называют биогеоценозом. В пределах каждого биоценоза каждая форма организмов занимает определенную экологическую нищу.Экологическая ниша, место, занимаемое
определенным видом в биотической и абиотической среде; стало быть, экологическая ниша возникает и исчезает вместе с данным видом.
Лекция №2. История развития эволюционных идей.
Эволюционные идеи древности и средневековья.
Развитие эволюционизма в XVIII веке.
Зарождение систематики.
Возникновение сравнительной анатомии.
Борьба трансформизма и креационизма преформизма и эпигенеза.
Формально эволюционизм как учение можно разделить на два периода - до Дарвина и после Дарвина. Временная граница отмечается первым изданием «Происхождение видов».
Дарвиновский период характеризуется формированием эволюционной идеи, т.е. представление о том, что органический мир возник естественно и развивался через превращение одних видов в другие под действием объективных факторов.
В учении Дарвина эволюционная идея получает обоснование следствия открытия как факторов эволюции ее главной причины - естественного отбора. Лет 50 это учение воспринималось как научная гипотеза, и лишь к сороковым годам нашего века она получила прочное экспериментальное подтверждение на основе физико-химических методов и обоснована данными генетики, экологии, биогеоценологии.
Истоки зарождения эволюционизма можно найти в глубокой древности у древнеиндийских и китайских философов о развитии материи и естественном происхождении живых существ. Более системно, элементы эволюционизма прослеживаются в высказываниях античных философов. В эпоху Возрождения уже формируется представление об историческом развитии организма. И лишь середина XVIII века характеризуется как начало ломки метафизических воззрений.
И так первые крупицы эволюционизма зарождаются естественно же в учениях диалектической натурфилософии античного времени, которые рассматривали мир в бесконечном движении и обновлении. Выразителем стихийного диалектического взгляда на природу был Гераклит (530 - 470 гг. до н.э.) Pantarei: крупнейшие представители ионейской школы Фалес, Анаксимандр, Анаксимедр стаяли на позициях о естественном происхождении мира.
Скажем, согласно Анаксимену, основным элементом является воздух, способный разрежаться и уплотняться, отсюда причина различий веществ. Чтс касается человека и животных то они произошли из Земной слизи.
Философы более позднего периода (460 - 370 гг. до н.э.) так называемые механистические материалисты, в частности Демокрит утверждали, что мир состой бесчисленного множества неделимых атомов расположенных в бесконечного пространстве. Он в частности утверждал, что атомы находятся в постоянн Процессе случайного соединения и разъединения. Они однородны по качеству, различны по величине массе, форме. Исходя из атомистического строения мира (4 - 370 гг. до н.э.) Демокрит пытался объединить происхождение живых организм Примерно это выглядело так: раз атомы находятся в случайном движений различны по величине, массе, форме, то тела, появившиеся вследствие скопления атомов, могут быть также различными.
Более легкие поднялись вверх и образовали огонь и небо, более тяжелые пошли вниз и дали воду и Землю, в которых зародились различные живые существа: рыбы, наземные животные, птицы.
Древнегреческий философ Эмпедокл (490 - 430 гг. до н.э). Механизмы возникновения живых существ пытался истолковать следующим образом: смешение первых элементов дает целый ряд комбинаций, причем менее удачные из них разрушаются. При этом образуется отдельные органы животных. Соединение органов друг с другом, образует животное. Если, скажем, рассматривать быка, то по выражению Эмпидакла, вначале появились, лишь отдельные части (голова, туловище, ноги), а затем все соединилось в живой организм. Мысли, конечно, на наш взгляд - наивные, но заметьте, какая проскальзывает логика: в природе сохраняются только жизнеспособные варианты у множества неудачных комбинаций.
Что касается зарождения нашей любимой с Вами биологии как науки, то это связано с деятельностью великого мыслителя из Греции Аристотеля (384 - 322 тт. до н.э.). Фактически он изложил принципы классификация животных, провел их сравнительное изучение, заложил основы античной эмбриологии.
В своем сочинении «История животных» он описал около 500 видов животных. В работе «О частях животных» Аристотель развивал идею о ступенчатом расположении материальных объектов как общем законе природы. Низшие ступени занимают минералы, потом идут растения, далее «зоофиты», затем высшее растение и человек. Вот эта идея последовательности ступени, отражающая разные уровни организации творений природы, позднее легла в основу так называемой «лестницы существ» Ш. Боннэ. Причем по Аристотелю ступени этой лестницы совершенно не связанны друг с другом, каким либо родством.
В трактате «Возникновение животных» Аристотель разработал сравнительно анатомический метод и преминил его в эмбриологических исследованиях. Он установил, в частности, что у разных организмов эмбриогенез (развитие эмбриона) проходит через последовательный ряд стадий: вначале идет закладка общих признаков, затем видовых и наконец индивидуальных. Найдя большое сходство начальных стадий в эмбриогенезе, представителей разных групп животных Аристотель пришел к мысли о возможности единства их происхождения. Этим самым им была предвосхищена идея зародышевого сходства и эпигенеза, выдвинутая в середине 18 века.
Но, тем не менее, как Вы представляете, Аристотель был долек от идеи эволюционизма. Причину изменений материи он в частности рассматривал в изначально присуще ей внутренней цели развития. Если исходить из Аристотеля, то материя сама по себе инертна, но существует конечная цель «энтелихия» которая и движет развитием материи. И если скажем материя - глыба мрамора, «энтелихия» это творчество художника делающего из нее ...
Линия материалистической философии завершается в античное вре выступлениями Лукреция Кара - римского поэта и философа в поэме «О природе вешей». От пытался развить идеи Эмпедокла о гибели неприспособленных организмов и сохранении организмов могущих обеспечивать себя пищей, дать потомство и защищать от врагов.
Таким образом, воззрения античных филослфов содержали ряд важных элементов эволюционизма: 1) мысль о естественном возникновении живых существ;
2) идея ступенчатой организации усложнения живого; 3) идея целостности организма (принцип корреляции).
Последующий период вплоть до XVI века в развитии зволюционной мысли ничего не дал. Что до эпохи Возрождения, то здесь заметна тенденция интересса к античной науке и накопление знаний, сыгравших значительную роль а становлении эволюционной идеи.
Наибольшее развитие эволюционизм получил а XVIII веке в первой половине XIX веха в работах Бюффона, КЛиннея. Ж.Сент-Йлера, Ж.Кювье. К.Бэра. Рассмотрим очень кратко их работы.
Итак, Граф Бюффон. В молодости его звали Жорж Луи Леклерх Сын бургунского (1707-1708) помещика понравился графу Кингстону и тот увез его с собой в Англию. Поскольку он не был силен в языке, то чтобы подучиться занялся переводами, в частности книг Ньютона, и таким образом получил хорошие звания в области математики и физики. После смерти отца он рано унаследовал поместье и начал заниматься писанием статей и по физике и по математике и сельскому хозяйству и т.д. и т.п. и так разошелся, что в 26 лет был избран в члены - корреспонденты академии.
В 1739 году ЖЛуи Леклерк (32 года) уселся в кресло интенданта королевского сада. Он недолго искал тему для своей новой работы: решил напасать, не много не мало, как полную «Натуральную историю». Для этой работы в качестве помощника он выбрал врага в анатома Добантона. Один умел писать, другой - вскрывать и смотреть. Работали они так, что не знаешь, кому больше удивляться , писателю или исследователю, за 18 лет работы они написали 15 толстых томов. Бюффон описал сначала домашних животных, а затем диких, распределив их по странам. Классификация? К чему это, спрашивал он, нужно, чтобы это было интересно. А систематика - зло сушь, скука. После этого Добантон взбунтовался, и с двумя новыми анатомами за 15 лет им было написано 9 томов о птицах, но уже не с такой блестящей анатомией. О минералах он писал один, без помощников, и здесь проявлял чудеса работоспособности. Что ни год - том готов, 5 лет - 5томов. Книга его пользовались успехом. Их читали все старики и подростки, ученые, купцы, графини в домохозяйки, художники, актеры, врачи.
Составив множество описаний зверей и птиц, Бюффон решил дать и некоторые обобщения. И вот он уселся за новую работу: стад писать о земле, о возникновении живого. «Высоко в Альпийских горах встречаются раковины морских моллюсков. Не значит ли, что когда-то там было море», писал Бюффон. За это его «Натуральную историю» Вольтер назвал «неестественной историей». Но, тем не менее, назвал его вторым Плинеем. Става росла. Людовик XVI приказал изготовить статую натуралиста. Гости- посетители довольно назойливо мешали работать. Гостей он любил часто пересаживать из кресла в кресло, и так выпроваживать.
И так, что же он утверждал? В истории Земли он различал 7 периодов, и каждый них нее свои изменении. История начинается с того, что на Солнце упала комета и некоторая часть оторвалась от Солнца. Так зародилась Земля и другие планеты. Второй период - это отвердение Земли. В третьем периоде остывающие пары дали потоки воды, и океан покрыл сушу. Доказательством служат остатки морских животных, как в толще Земли, так и высоко в горах. В четвёртом периоде суша выступала из воды в виде единого континента. Почему так? Иначе он не мог объяснить расположение на материках близкородственных растений и животных. Птины это еще куда ни шло, а вот, скажем, кошки в Америке, или, скажем, лягушки. Пятый период - возникновение животных и растений на суше. В шестом периоде отдельный материк распался на несколько, и при этом разъехались и животные и растения. Седьмой период - время появления человека.
Но если Земля испытала ряд изменений, то не уж-то её население оставалось неизменённым, и ещё вопрос: откуда взялись все эти растения и животные? Бюффон ответил на это. Понятно, что по-своему. Итак, весь мир образован молекулами двух родов: неорганическими и органическими. Они имеются всюду, где есть хоть признак жизни. Они бессмертны. Смерть ~ это лишь разрушение определённой комбинации молекул. Количество постоянно. Сколько их было от начала века, столько и сегодня. Комбинации меняются.
Молекула из травы попадает в тело зайца и превращается в заячью. Съел волк зайца - молекула войдет в состав хищника. Распадается волчья комбинация и освободившиеся молекулы рассеются в воздухе.
Какая Сила управляет комбинацией молекул. Бюффон полагал, что, притягиваясь друг к другу, образовывается некоторая первоначальная форма, которая затем растет и развивается за счет новых порций молекул, поступающих в нее благодаря питанию.
А питание выбирает лишь родственные частицы подобно тому, как кристалл NaCl выбирает их из раствора поваренной соли и растет. Итак, его молекулы решали, казалось бы все. Однако виды животных и растений изменяются. Климат и пища, несомненно, воздействуют. Достаточно ли это для возникновения нового вида? Он так и не решил этой задачи. И потом у него были враги. Как семь периодов да еще по веку каждый. По Библии все решилось за 6 дней. Он пытался оправдываться. Церковники 7 его периодов называли старческим бредом. Даже Линней, по-своему, пнул его в честь Бюффона не проминул назвать одно очень ядовитое растение «БюФФонией». Это конечно не красит Линнея, но мы должны признать, что он был отцом систематики вообще и систематики растений в частности.
Карл Линней сын сельского пастора находясь в обучении в гимназии, в ущерб латыни и геометрии много времени проводил в лесу и поле, интересуясь растениями, за что отец не раз грозился отдать его в сапожники. И, тем не менее, отдал на дополнительное обучение врагу Ратману своему давнему приятелю, который приобщил его к латыни. Гимназию он окончил, но с очень плохой характеристикой. Затем он отправился в ближайший университетский город Лунд К своему родному профессору Гумерусу, который буквально умер в день его призда. Он, тем не менее, разыскал одного профессора Килиана Стебиуса, который к тому же и не поинтересовался его аттестатом. У Стебиуса оказался большой гербарий и коллекции минералов, насекомых, много книг и Карл увлекся наукой. 1829т. в Упсальский университет. В Упсале он познакомился с пастором Олием Цельзиусом, который писал сочинения о растениях, встречающихся в Библии и который финансово поддержал его. Линней все сильнее увлекся ботаникой, потроша огромные букеты цветов, выщипывал из них пестики и тычинки, делал зарисовки и так увлекся этим, что решил положить их в основу нового порядка. Он принялся изучать все растения подряд. Отбирал сходные, собирал их в группы. Сходные группы также подбирал вместе и так без конца. И всюду в основе лежали тычинки. Красная смородина, черная смородина, крыжовник очень похожи друг на друга. Пусть будет род смородина. Коротко и ясно. Он давал названия роду, а к нему прибавлял название вида. Просто и удобно. Роды он собирал в отряды, а отряды в классы. Классы же он устанавливал по числу тычинок. Но были и неудобства. Самым занятным, скажем, получился 21 класс. Сюда попали довольно несхожие: орешник, сосна, стрелолист, дуб, осока, ряска, крапива и даже водоросли лучицы.
В 1730 году (1707) ему предложили читать ботанику, но давал он часто не то, что было в книгах и студенты сильно путались. Завистники стали утверждать, что он недоучка, а некто адъюнкт Разен особенно невзлюбил Карла потребовал запретить чтение лекций. Линней не выдержал, набросился на него с кулаками, Разен, где как мог начал жаловаться. Тут ему опять немного повезло, двое богатых студентов предложили ему попутешествовать по стране с целью собирания гербария. За лето он приоделся и вернувшись из поездки поселился в городке Фалуш. Здесь он влюбился в старшую дочь врага Мареуса Сару-Лизу. Сватовство не состоялось т.к. отец ее наглядно показал его несостоятельность.
С сотней золотых в кармане Линней простился с невестой и будущим тестем и отправился за границу завоевывать себе диплом, положение в свете и руку Сары-Лизы в помочах розового цвета. В одном из маленьких городков Голландии он представил диссертацию под названием «О лихорадке», получил степень доктора медицины, но плата за диплом опустошила чувствительно его кошелек. |
Здесь ему опять повезло. Он познакомился с бургомистром Амстердама Клиффордом, которому нужен был домашний врач. У того оказалась прекрасная библиотека с книгами по ботанике. Здесь он издал несколько трудов по ботанике, ездил на специализацию (2года) в Англию и Францию. Затем до него дошли слухи, что за невестой ухаживает другой. Надо было ехать домой. К тому времени он был известный ботаник и, кстати, член-корреспондент Парижской Академии Наук. И вот, «князь ботаников» прибыл домой. Как его встретили? Никак. Папаша невесты только спросил, а как дела со службой? Пришлось повесить вывеску «Доктор медицины - К.Линней». Вывеска висела, пациенты не шли и снова жизнь, впроголодь, как в студенчестве. И тут ему опять везёт. Заболел один из знакомых, которого лечили многие светила - не помогало. Линней его вылечил, он стал модным врачом. Затем его пригласили к королю. Тут стало не до ботаники. Линей лечил и лечил, стал богат. В 32 года, наконец, счастливо женился. Когда в Упсале умер профессор ботаники Рудбек, его прежний покровитель, кафедра оказалась свободной. Но ее получил все тот же Розен. Через год освободилась кафедра анатомии и медицины. Е* получил Линней. Профессор Линней быстро навел порядок в хозяйстве кафедры. Одна за другой писались научные работы, переписывались набело, печатались и выходили в свет. Классификация развивалась. В 10 издании своей «Системы природы» Линней дал ее в законченном виде. И с самим человеком он не очень церемонился. Устроив особый отряд «приматов» Линней преспокойно включил в него человекообразных обезьян и человека. К научному названию Homo Sapiens он прибавил коротенькую строчку «познай самого себя». Иносказательно, это означало - посмотри, какая ты обезьяна. Многим это не очень понравилось. Животных Линней разделил на 6 классов и в последнем в качестве разделительных признаков ввел анатомические различия: 1. Млекопитающие; 2. Птицы; 3. Гады; 4. Рыбы; 5. Насекомые; 6. Черви. Самым пестрым оказался класс червей — все беспозвоночные, кроме членистоногих.
Бинарную номенклатуру пытались применить и до Линнея. Но именно Линней сумел ввести ее в жизнь так прочно, что она осталась навсегда. Линнею приходилось придумывать сотни названий для животных и растений. Занятие это скучное, но иногда делал он его со смыслом, и немного ехидничая. О Бюффоне я уже упоминал. Пизотия - преколючие растение названо в честь критика Пизона. У ботаника Плюкента были очень странные взгляды на систематику, и вот появилась Плюкентия, растение с очень уродливыми формами. После его смерти, коллекцию жена продала в Англию.
О работах Сент-Илера и Ж. Кювье основоположниках сравнительной морфологии я расскажу, в более сжатой форме, не затрагивая их биографических данных.
Итак, Сент-Илер (1772-1844) развивал концепцию единого типа строения, согласно которой, план строения всех животных одинаков. Так, рука человека подобна крылу птицы, передней конечности лошади и т.д. Ж.Кювье (1769-1832) в частности установил принципы корреляций, т.е. соотношения частей целого организма. Ни одна из частей организма, писал Кювье « не может измениться без того, чтобы не изменялись другие и, следовательно, каждая из них, взятая отдельно определяет все другие. Кювье доказал наличие не только согласования органов, пол, зависимость коррелятивных связей между ними от образа жизни организмов. У хищников, к примеру, кишечник устроен в соответствии с приспособлением к перевариванию мясной пищи. Они также имеют особое строение зубного аппарата (клыки), органы движения (сильные конечности с когтями) и органы чувств, приспособленные к поиску пищи.
Кювье увлёкся ископаемыми животными, собрал большую коллекцию полных и неполных скелетов и занялся их обработкой. Он дал описание мамонта, ископаемого ирландского оленя с колоссальными рогами, целого ряда ящеров. Геология и палеонтология так увлекли Кювье, что он только и думал о костях, видел СНЫ, в которых фигурировали то гиганты-ископаемые, то горы песка, извести ГЛИНЫ. Многое выглядело еще как в тумане, бесспорно, было одно: все эти животные когда-то жили на Земле и давным-давно без остатка вымеряй. Почему они исчезли? Почему вместе с костями нашей лошади не встретишь костей мегатерия. В промежутках между заседаниями и лекциями, в карете, постели, за обеденным столом он думал, думал, думал. И задачу таки решил, но, конечно же, по-своему.
Мать сделала его религиозным. И Кювье преклонялся перед авторитетом Библии. Он твёрдо знал, что животные сотворены в 6 день творения. Но ведь нигде в Библии не указано, что все виды должны были дожить до наших дней. Был же всемирный поток. Несомненно, Ной не мог посадить в ковчег всех этих мамонтов, мастодонтов, мегалозавров, для них просто не хватило бы места. Они утонули, а кости остались. Таких катастроф могло быть много. Так родилась на свет знаменитая в своё время теория катастроф. Земля пережила ряд переворотов, внезапных и ужасных. Разом появлялись новые материки, мгновенно затоплялись океаном старые. Гибли все животные в данной местности, а когда всё снова приходило в порядок, опять снова появлялась жизнь. 6000 лет тому назад произошла последняя катастрофа. Она уничтожила некоторые тогдашние материки и острова живших там мамонтов и мастодонтов. Потом эти места заселили другие животные. Жизнь на Земле шла скачками. Нет поэтому и связи между животными, нет переходов между ними. Исчезли мегатерий и мастодонт, их заменили коровы и лошади. Откуда они взялись? Пришли из соседних мест. Не вся Земля сразу попадала под действие катастроф. Акт творения был один, отвечал Кювье, твердо помня библейский 6 день творения. (Ломоносов, 1763 год, за 50 лет против теории катастроф). Это, что касается возникновения палеонтологии.
КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ
Убедительным доказательством общности происхождения организмов было, как вы себе представляете, открытие у них клеточного строения и создание клеточной теории немецким учёным Шванном. Эта теория содержала три обобщения: возникновение клеток путем их деления; клеточное строение всех частей организма; распространение этих двух обобщений на рост и развитие организмов.
Клеточная теория содержала также положение о том, что все многоклеточные организмы формируются в онтогенезе из одной оплодотворенной клетки (зиготы).
Данное положение было использовано эволюционистами для доказательства происхождения многоклеточных от одноклеточных. С точки зрения эволюционизма главная ценность клеточной теории заключалась в доказательстве универсальности клеточного строения всех животных и растений, из чего следовал вывод об их эволюционном родстве.
ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЭМБРИОЛОГИИ
Крупнейшим достижением сравнительной эмбриологии явилось уче-ние о параллелизме — сходство между строением эмбрионов и взрослыми формами животных разных таксонов. Выдающийся отечественный учёный К.МБэр (1792-1876) сформулировал ряд важнейших положений о соотношении между стадиями эмбриогенеза у разных классов позвоночных Aftenbion. Общие признаки (признаки типа) формируются в ходе эмбриогенеза раньше, чем специальные (видовые признаки); после закладки общих признаков, последовательно формируются менее общие признаки и, наконец, специальные признаки данного типа. Эмбрион животного с более высокой организацией сходен не со взрослой формой менее современного животного, а лишь с его эмбрионом.
Последнее положение Ч.Дарвин рассматривал как одно из существенных доказательств эволюции и дал ему название «закона зародышевого сходства». Наглядное подтверждение этого закона - закладка жаберных щелей у зародышей всех классов позвоночных, включая и человека.
ЗАРОЖДЕНИЕ ЭКОЛОГИИ И БИОГЕОГРАФИИ
Эти науки имели особое значение формирования эволюционистских взглядов. Данные дисциплины изучают роль влияний среды в жизнедеятельности и пространственном распределении организмов. Поскольку эволюционизм исследует причины приспособления организмов к среде, ясно, что это ее задача переплетается с предметом указанных наук.
На значение внешней среды, как причины приспособительной изменяемости видов, указывал, как вы помните, еще Бюффон, а Ламарк, о котором еще речь впереди, рассматривая влияние среды в качестве необходимого фактора эволюции, особенно подчёркивая эволюционную роль абиотических условий (температуры, влажности и др.). Первое содержательное определение понятно «приспособление» (адаптация) дал вначале XIX века английский физиолог Ч.Белл. «Адаптация - есть установившееся и универсальное отношение между организацией и инстинктами животных с одной стороны и средой, в которой они существуют и добывают пищу с другой». Это определение, сводящее сущность адаптации к соответствию между строением, функциями организмов и средой их обитания в своей основе сохраняется и поныне. Оно отразило понимание адаптации как способности организма существовать в определённой среде, однако без указания на то, каким образом эта способность была приобретена.
Первые экологи смогли лишь указать на определенное соответствие между строением организмов и особенностями условий их обитания. Много примеров приспособления животных, взятых из многих наблюдений в природной обстановке привел Паллас.
Огромный фактический материал в области зоогеографии собрал австрийский ученый Л.Шлларда, который объяснил характер распространения животных в зависимости от воздействия света, тепла, питания и других факторов среды. Зоогеографическое направление приобрело столь значительные масштабы, что было даже предложено выделить особую область зоономии, или «экономии» животных. Этим термином широко пользовался Дарвин при рассмотрении закономерностей географического распределения животных в связи с их эволюцией.
ЗАРОЖДЕНИЕ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ИДЕИ (ТРАНСФОРМИЗМ)
Итак, успехи, достигнутые разными отраслями биологии в XVH-XVUI в.в. создали предпосылки для формирования представлений об изменяемости (трансформации) видов. Это течение получило название трансформизм,
Идеи трансформизма широко распространились во 2 половине XVI11 начале XDC веков. Родиной трансформизма была Франция, страна с развитой в этот период экономикой и, резко обострившимися противоречиями между дворянством и буржуазией. В противоположность устоявшимся представлениям об инертности материи выдающиеся французские философы-материалисты (Гольбах, Дидро, Мопертюн и др.) выдвинули тезис об активности материи, о присущем материи движении, как способе бытия. Исходя из этого общего положения, и органический мир стали рассматривать как развивающийся во времени.
Вспомним Бюффона. Он ведь фактически пытался выяснить причины исторической изменяемости домашних животных и природных видов. Причину, как вы помните, он видел во влиянии климата, воздействии пищи на форму желудка, одомашнивание под влиянием воли человека, гибридизации. По мысли Бюффона эти воздействия дают возможность для вариаций, усовершенствования изменений и дегенерации. Заметьте, куда он клонит. Эволюция видов идёт в разных направлениях с диапазоном от прогресса к регрессу.
В России принципы трансформизма отстаивали Ломоносов и К. Вольтер. В высказываниях трансформистов понятие изменяемости видов увязывалось с представлением о роли приспособления в этом процессе.
Б.де Майе утверждал, что возникновение видов происходит, благодаря сохранению одних организмов вследствие гибели других. Он допускал возможность возникновения вида, от пары родителей, оказавшихся более сильными в борьбе за жизнь, чем их сородичи.
Господствовавшая до середины XVIII века трактовка целесообразности строения и функций организма исключала необходимость выяснения естественных причин приспособленности организмов. Становление эволюционной идеи неминуемо должно было прийти к конфликту с догмой изначальной целесообразности.
Подвергая критике взгляды изначальной целесообразности в строении организмов, сторонники трансформизма противопоставляли им в основном гениальные догадки о причинах изменяемости видов и возникновении целесообразности через борьбу между организмами и отбор наиболее жизнеспособных. Но тем не менее запомним: их высказывания заключали в себе два принципиально важных положения. 1) Во-первых в них была выражена идея о том, что виды изменяются и что приспособление к среде не дано организмам изначально, а является результатом исторического развития видов. 2) Во-вторых изменяемость видов и приспособляемость - результаты действия естественного закона, трактуемого как выживание сильных за счет гибели слабых организмов.
Теоретически обосновать и разносторонне доказать эти догадки удалось» как вы знаете, Ч.Дарвину. Но впереди еще было добрых сто лет. Наиболее значительным, в плане эволюционизма, в этом периоде была научная деятельность Ж.Б.Ламарка.