2.3. Успехи анатомии и палеонтологии. Теория катастроф.
В первой четверти XIXв. были достигнуты значительные успехи в сравнительной анатомии и палеонтологии. Большие заслуги в развитии этих областей биологии принадлежат французскому зоологу Ж. Кювье (1769-1832гг.) Он один из реформаторов сравнительной анатомии, палеонтологии и систематики животных. Ввел понятие типа в зоологии. Установил принцип «корреляции органов», на основе которого реконструировал строение многих вымерших животных. Исследуя строение органов позвоночных животных, он установил, что все органы животного представляют собой части одной целостной системы. И из-за этого строение каждого органа закономерно соотносится со строением всех других. Ни одна часть тела не может изменяться без соответствующих изменений других частей. Это значит, что в строении каждой части тела можно найти отражение принципов строения всего организма. Например, если животное травоядное у него строение зубов приспособлено для перетирания растительной пищи, челюсти имеют определённую форму, желудок многокамерный и т.д. Tакое соответствие строения органов животных друг другу Ж. Кювье назвал принципом корреляций. Руководствуясь этим принципом, он успешно изучал кости вымерших животных и восстанавливал их облик. Сравнительно - анатомические исследования показали единство плана строения крупных групп животных – птиц, зверей. Реконструкция строения ископаемых животных позволила установить черты сходства некоторых из них с современными. Возникла мысль о родстве вымерших и существующих форм.
Палеонтологические данные неопровержимо свидетельствовали о смене видов животных на Земле. Стала очевидной ненаучность религиозного подхода, когда была установлена степень древности вымерших животных. Основываясь на палеонтологических данных, Кювье выдвинул теорию катастроф. Согласно этой теории, причиной вымирания некоторых животных были периодически происходившие крупные геологические катастрофы. Кювье утверждал, что каждый период в истории земли завершался мировой катастрофой – поднятием и опусканием материков, наводнениями разрывами слоёв и т.д. в результате этого гибли животные и растения, и в новых условиях появлялись новые их виды. Поэтому, считал Кювье, современные геологические условия и представители живой природы совершенно не похожи на то, что было прежде. Но причины катастроф и возникновения новых видов растительного и животного мира Кювье не объяснял. Последователи и ученики Кювье, развивая его учение, утверждали, что катастрофы охватывали весь земной шар, и после каждой катастрофы следовал новый акт творения. Теория получила широкое распространение. Но были учёные, которые сомневались в ней. К числу таких учёных относились и русские биологи Н.А. Северцов (1827-1885), российский зоолог, зоогеограф и путешественник, один из пионеров экологии и эволюционного учения в России; и К.Ф. Рулье (1814-1858), российский биолог, один из основоположников палеоэкологии и эволюционной палеонтологии, создатель первой научной школы зоологов-эволюционистов, доказал причинную зависимость эволюции живых форм от изменения среды их обитания. Английский естествоиспытатель, один из основоположников актуализма в геологии, Чарльз Лайель (1797-1875), в главных трудах «Основы геологии» (1830-1833) в противовес теории катастроф развил учение о медленном и непрерывном изменении земной поверхности под влиянием постоянных геологических факторов. В этом труде Лайель нанёс сокрушительный удар по теории катастроф. Проведя анализ большого материала, он показал, что все изменения, которые произошли в течение геологической истории, происходили под влиянием тех же факторов, которые действовали и в настоящее время. Поэтому для объяснения этих изменений ненужно прибегать к представлениям о грандиозных катастрофах. Необходимо допустить лишь очень длительный срок существования Земли. Чарльз Лайель придерживался эволюционной теории Ч. Дарвина.
3. Переворот в эволюционистике XIX века. Теория эволюции Ч. Дарвина.
Первым ученым, который сделал настоящий переворот в теории эволюции Нового времени, был Чарльз Дарвин. Чарльз Роберт Дарвин (1809-1882), английский естествоиспытатель. В своём основном труде «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859г.), обобщив результаты собственных наблюдений и достижения современной ему биологии и селекционной практики, вскрыл основные факторы эволюции органического мира. Моделью процессов, происходящих в природе, послужила для Дарвина практика сельского хозяйства в Англии. Он обратил внимание на то, что селекционеры могут очень быстро вывести новый сорт растений, отбирая среди большого числа особей те, у которых желаемый признак наиболее выражен, и оставляя их для размножения. Как целостное материалистическое учение Дарвинизм совершил переворот в биологии, подорвал позиции креационизма и витализма, оказал во 2-й половине XIX в. огромное влияние на естественные и общественные науки, культуру в целом. Однако еще при жизни Дарвина, наряду с широким признанием его теории, в биологии возникли различные течения антидарвинизма, отрицавшие или резко ограничивавшие роль естественного отбора в эволюции и выдвигавшие в качестве главных сил, приводящих к видообразованию, другие факторы. Полемика по основным проблемам эволюции учения продолжается и в современной науке.
Главный труд Ч. Дарвина «Происхождение видов путём естественного отбора» был опубликован в 1859г. В нём Дарвин, опираясь на огромный естественнонаучный материал из области палеонтологии, эмбриологии, сравнительной анатомии, географии животных и растений, изложил факты и причины биологической эволюции. Он показал, что вне саморазвития органический мир не существует и поэтому органическая эволюция не может прекратиться. Развитие – это условие существования вида, условие его приспособления к окружающей среде.
Принципиально важное в учении Дарвина, является теория естественного отбора. Согласно этой теории, виды с их относительно целесообразной организацией возникли и возникают в результате отбора и накопления качеств, полезных для организмов в их борьбе за существование в данных условиях. Движущими силами эволюции, по Дарвину, являются наследственная изменчивость и естественный отбор. Гипотеза Дарвина основана на двух наблюдениях и двух выводах. Наблюдение первое: особи, входящие в состав популяции обладают большим репродуктивным потенциалом. Наблюдение второе: число особей в каждой данной популяции примерно постоянно. Вывод первый: значит, многим особям не удаётся выжить и оставить потомство. Все организмы оставляют многочисленное потомство, но значительная их часть гибнет. Причины гибели: недостаток корма из-за конкуренции с представителями своего же вида, нападение врагов, действие неблагоприятных абиотических факторов. Отсюда следует второй вывод, к которому пришел Дарвин: в природе существует непрерывная борьба за существование. Второй вывод содержит гипотезу о естественном отборе, который может служить механизмом эволюции. Решающий фактор это приспособленность к среде. Таким образом, Дарвин выделил три основные формы борьбы за существование: а) внутривидовую – она наиболее напряжённая, потому что особи одного вида живут в одинаковых условиях и имеют одинаковые потребности при ограниченности пищевых ресурсов; б) межвидовая – борьба с особями других видов, в том числе с хищниками, паразитами, микроорганизмами; в) борьба с неживой природой – с засухой, наводнениями, сильными морозами. Наблюдения показывают, что для растительных и животных организмов характерны всеобщая изменчивость признаков и свойств и бесконечное разнообразие их комбинаций. Изменчивость служит основой образования новых признаков в строении и функциях организмов, а наследственность закрепляет эти признаки. В результате борьбы за существование происходит преимущественно выживание и участие в размножении наиболее приспособленных особей, т. е. естественный отбор, следствием которого является возникновение новых видов. Каждый вид, считал Дарвин, всегда находится на пути непостижимой гармонии с его жизненными условиями. В борьбе за существование выживают и оставляют потомство особи, обладающие таким комплексом признаков и свойств, который позволяет наиболее успешно конкурировать с другими. Любое даже самое незначительное физическое или поведенческое изменение, дающее одному организму преимущество над другим, будет действовать в борьбе за существование как селективное преимущество. Благоприятные изменения будут передаваться следующим поколениям, а неблагоприятные будут исключаться, так как они не выгодны организму. Действуя таким образом, естественный отбор ведёт к повышению «мощности» вида, а в филогенетическом плане обеспечивает его выживание. Таким образом, в природе происходят процессы избирательного уничтожения одних особей и преимущественного размножения других – это явление Ч. Дарвин назвал естественным отбором или выживанием наиболее приспособленных.
Естественный отбор является основным фактором, направляющим эволюционное изменение. Именно он формирует у живых организмов оптимальные способности к выживанию и самовоспроизведению. Результаты естественного отбора проявляются в ходе смены многих поколений. Особь, прошедшая отбор вносит свой вклад в генофонд популяции. Отбору подвергаются все признаки свойства живого. Он действует на всех стадиях развития особи и имеет чёткую направленность – повышение способности к выживанию и оставлению потомства. Причём отбор закрепляет и те особенности, которые полезны данному виду как целому. Эти признаки могут быть вредны для особи, но полезны для популяции. Например, отгоняя врага, пчела, которая его ужалила - гибнет, но тем самым спасает всё своё семейство, запас мёда. Учитывая всё сказанное, можно сделать главный вывод: весь ход эволюции видов ведёт к тому, что генетические и иные признаки, обеспечивающие выживание, встречаются от поколения к поколению в данной популяции всё чаще, определяя направление развития вида. Ч. Дарвин убедительно показал, что принцип естественного отбора объясняет возникновение всех без исключения основных характеристик органического мира: от признаков, свойственных крупным систематическим группам живых организмов, до мелких приспособлений.
Отзывы на учение Ч. Дарвина были многочисленны и разнообразны. Были и положительные и даже восторженные, и крайне отрицательные, негативные. Критика дарвинизма велась со дня его возникновения. Одним не нравилось, что изменения по Дарвину могут идти во всех возможных направлениях и случайным образом. Концепция номогенеза утверждала, что изменения происходят не беспорядочно и случайно, а по законам форм. Русский учёный и революционер П.А. Кропоткин придерживался точки зрения, в соответствии с которой взаимопомощь является более важным фактором эволюции, чем борьба. Весьма резко реагировали на идею Дарвина о том, что человек произошёл от общего с обезьяной существа. Представители церковных культур, господствующих в то время, усматривали в этой идее одну из форм атеизма. К ним присоединялись и ряд некоторых учёных, например, немецкий врач Вирхов, его религиозные чувства оказались сильнее научной логики. Но всё-таки большинство учёных-естествоиспытателей сразу же стали сторонниками дарвинизма.
Время от времени и в наше время появляются ученые, которые объявляют, что Ч. Дарвин был неправ. Но всё же до сих пор не появилось другой значимой теории, которая дала бы объяснение многим загадочным фактам, как это сделала теория эволюции Ч. Дарвина. Более того, сегодня его теория находит всё новые области применения. Например, в физике. Современная физика обосновывает концепцию универсальной эволюции, согласно которой развитие Вселенной предстаёт как ряд последовательных эволюционных этапов, начиная с Большого взрыва через период эволюции неживой материи к биологической эволюции, а от неё к этапу исторической эволюции человека и общества. Наибольший вклад Дарвина в науку заключается не в том что он доказал существование эволюции, а в том что он объяснил как она может происходить. Теория Ч. Дарвина завершила длительные поиски естествоиспытателей, которые пытались найти объяснение многим чертам сходства, наблюдаемым у организмов, относящихся к разным видам. Он объяснил сходство родством и показал, как происходит видообразование, как происходит эволюция.