тема: "Значение теории эволюции в понимании жизни"
Предпосылки эволюционной идеи
Жизнь на Земле… Богатство ее форм поразительно! Всегда ли формы жизни были такими, какими мы их наблюдаем сегодня, или в течение многих тысячелетий они прошли длинный путь развития? С древних времен люди по-разному отвечали на этот вопрос.
Многообразие форм жизни, чрезвычайная сложность строения и наблюдаемая целесообразность поведения живых организмов приводит к мысли: жизнь – это нечто большее, чем просто физическое и химическое явление. Живые существа по сравнению с объектами неживой природы обладают рядом отличительных свойств, благодаря которым достигается вполне определенная цель. Поэтому еще с древних времен возникла идея: хотя живые существа материальны, но живую материю, видимо, «одушевляет» некий нематериальный фактор. Эта точка зрения лежит в основе витализма – течения в биологии, признающего наличия в организмах нематериальной сверхъестественной силы управляющей жизненными явлениями. Что поражает нас при знакомстве со строением любого живого организма? Прежде всего, его целесообразность. Возьмем любую болотную птицу, например, цаплю. У нее длинные ноги: оставаясь сухой, она может ходить по мелководью. Длинным клювом она добывает из-под воды пищу. Ноги плавающих птиц, наоборот, короткие, лапы с перепонками; специальные железы выделяют жир, чтобы их оперение не смачивалось водой. При объяснении целесообразности строения органов подобных птиц возникает вопрос: кто же создал их, столь удачно приспособленных к жизни на болоте или озере? Конечно не люди. Значит, их сотворил другой более могущественный Творец!
Некоторые умы не могли смириться с таким ответом. Так французский натуралист XVIII в. Ж. Бюффон склонялся к мысли о постепенном совершенствовании живых организмов, а его последователь Ж. Ламарк впервые попытался создать стройную теорию эволюцию жизни на Земле. Основным фактором эволюции Ламарк считал упражнение одних органов и пассивность других. Ламарк рассуждал: упражняя органы – они усиливаются, не упражняя – в конечном счете, они ослабевают и отмирают. Вроде бы все ясно. Сравним гимнаста с человеком далеким от спорта. У первого мышцы упруги и эластичны, а у второго они дряблые и под кожей изрядный слой жира. И на вопрос, каким образом гимнаст достиг этого, можно ответить – путем упражнений.
Но если перейти к детям все окажется намного сложнее. Конечно, они могут пойти по стопам своих отцов, тогда различия между ними будет такими же. Ну а если и те, и другие одновременно начнут заниматься спортом у одного и того же тренера с равным прилежанием? В этом случае мы не сможем утверждать, что дети гимнаста добьются больших успехов. И вопрос можно будет сформулировать так: передаются ли детям признаки, которые у родителей выработались путем упражнений или адаптации к внешним условиям? Ламарк на этот вопрос отвечал: да! Если вернуться к птицам, то по мнению Ламарка их предки ни чем не отличались от обычных птиц, но в силу обстоятельств попав в особые условия, например на болото, стали усиленно упражнять свои ноги, которые начали удлиняться и постепенно достигли длины ног современной цапли. Другие птицы, вынужденные жить и питаться на озерах и реках, пытались плавать, быстро разводя и соединяя пальцы. В результате чего кожица у основания их пальцев растягивалась, и через много поколения образовались плавательные перепонки.
Однако предположения Ламарка, не отвечали на вопрос: каковы причины появления совершенно новых органов? Например, каким «упражнением» можно объяснить появление рогов у некоторых животных? Для выхода из сложившейся ситуации Ламарк наделил живые существа особым свойством – стремление к совершенству, благодаря которому весь органический мир непрерывно изменяется, улучшается, т.е. развивается.
Взгляды Ламарка, изложенные им в 1809 г., не нашли признания у современников. Большей популярностью пользовались воззрения его соотечественника Ж. Кювье. Пока Ламарк размышлял о причинах целесообразности живых организмов, Кювье избрал ее основным орудием исследования. Он исходил из того, что все органы в организме взаимообусловлены и соотнесены. В качестве примера возьмем травоядное животное. Растительная пища малопитательна, для удовлетворения потребностей организма необходимо ее большое количество. Следовательно, желудок травоядного животного должен быть большим. Размер желудка обуславливает размеры других внутренних органов: позвоночника, грудной клетки. Массивное тело должно держаться на мощных ногах снабженных твердыми копытами, а длина ног обуславливает длину шеи. Чтобы животное могло свободно щипать траву, зубы у него должны быть широкими, плоскими, с большой истирающей поверхностью. Другое дело хищники. Пища у них более питательна, значит, желудок может быть небольшим. Хищнику нужны мягкие лапы с подвижными когтистыми пальцами, чтобы незаметно подкрадываться к добыче и хватать ее. Шея у хищника должна быть короткой, зубы острыми и т.д.
Свой метод Кювье довел до такого совершенства, что нередко по одному найденному зубу ему удавалось восстанавливать облик всего животного. Если же он располагал скелетом или хотя бы его частью – успех был обеспечен. Так Кювье открыл целый мир ископаемых животных. Гигантские ящерицы, мамонты мастодонты – мы сейчас хорошо осведомлены о них, и заслуга в этом принадлежит, прежде всего, Кювье. Своей работой он внес огромный вклад в будущую эволюционную теорию.
Изучая вымерших животных, Кювье обнаружил, что останки одних видов относятся к одним и тем же геологическим напластованиям и не встречаются в смежных. Он сделал вывод – животные, некогда населявшие нашу планету, погибали почти мгновенно от каких-то неизвестных причин, а позднее на их месте появлялись новые обитатели, не имевшие ничего общего со своими предшественниками. К тому же, по данным Кювье, многие нынешние участки суши когда-то были морским дном, причем море здесь наступало и отступало по несколько раз. При этом осадочные породы, которые должны располагаться горизонтально, часто оказывались изломанными, смятыми в гигантские складки. На основании этого Кювье предположил: на Земле время от времени происходили гигантские катастрофы, уничтожавшие целые материки, а вместе с ними и всех их обитателей. Позже на их месте появлялись новые организмы. В начале XIX в. теория катастроф выглядела вполне убедительной. Примерно в то же время к геологическим исследованиям приступил англичанин Ч. Лайель. Он скорее интуитивно, чем сознательно почувствовал произвольный характер теории катастроф. Много путешествуя, он обращал внимание на постоянно происходящие в окружающей среде геологические процессы. Чтобы понять прошлое земли надо изучить ее настоящее – вот основной принцип научных исследований Ч. Лайеля. Наблюдая за отложениями в дельтах рек, за влиянием ветра, морских приливов и отливов, изучая образование мелей, кратеры вулканов, Лайель пришел к убеждению, что медленные, незначительные изменения на Земле могут и сегодня привести к самым поразительным результатам, если будут происходить достаточно долго и в одном направлении. Особенно тщательно Лайель изучил отложения третичной эпохи развития Земли, которая предшествует нашей. Он отметил, что многие организмы, обитавшие тогда, встречаются на Земле и сейчас. В разное время появлялись новые виды и доживали свой век старые. Такие выводы противоречили теории Кювье. Сам Лайель не утверждал, что одни виды происходили от других, – подобная мысль даже не приходила ему в голову. Но доказав медленный постепенный характер геологических изменений, он создал еще одну предпосылку развития эволюционной идеи.
Развитие эволюционной идеи
В 1831 г., отправляясь в кругосветное плавание, молодой англичанин Чарльз Дарвин прихватил с собой только что вышедший первый том «Основ геологии» Лайеля, а через пять лет привез из плавания огромное количество материалов, подтверждающих правоту его основополагающей идеи. Дарвин привез и нечто большее – убеждение в том, что все виды живого изменчивы, что все животное и растительное царство, каким мы его знаем сегодня, – результат постепенного, очень длительного развития сложного органического мира.
Проблемой эволюции Чарльз Дарвин начал вплотную заниматься в 1836 г. после возвращения из кругосветного путешествия. Иногда он обсуждал ее лишь с немногими своими коллегами, в т.ч. и в переписке. Казалось, что он целиком погрузился в изучение классификации усоногих раков, и исполняет обязанности секретаря Геологического общества. Коллеги советовали ему опубликовать свою гипотезу об эволюции, но он не последовал их совету. И вот 14 июня 1858 г. Дарвин получил письмо от Альфреда Уоллеса из Тернате на Молуккских островах. В письме находилась статья, которую Уоллес просил передать Ч. Лайелю, известному геологу и другу Дарвина. В ней кратко излагалась сущность теории эволюции путем естественного отбора.
Предположение о том, что виды могут изменяться, Уоллес опубликовал в одной из своих работ раньше, в 1855 г. Эта идея возникла после прочтения им труда английского ученого Томаса Мальтуса «Опыта о законе населения», основная мысль которого сводилась к тому, что каждая популяция стремиться максимально размножиться, без учета средств существования, и когда она достигает некой предельной численности, зависящей от условий жизни, дальнейшему росту начинает препятствовать нищета: излишняя численность популяции должна гибнуть. Это может происходить трагически и внезапно или в результате возрастания смертности с приближением к пределу возможного роста. Мальтус специально не занимался вопросом, кто выживает, а кто погибает. Догадка Уоллеса состояла в том, что выживать будет не случайная выборка из популяции, а те особи, которые лучше приспособлены к условиям существования. Если их приспособляемость выше среднего уровня для всей популяции и она, хотя бы частично наследуется, то вид в целом будет изменяться в направлении большей приспособляемости. Интересно, что Дарвин пришел к подобным же выводам и тем же путем – прочитав труд Мальтуса.