Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Биология»Содержание №23/2008

Я иду на урок

Е. О. Авдеенко

Сотворение? Дарвин? Или что-то третье?..

Мировоззренческая дискуссия

Продолжение. См. № 22/2008

Ведущий. Теперь я предлагаю сместить акцент спора с вопроса о факте эволюции на ее механизм. Первую по-настоящему продуктивную гипотезу о механизме эволюции высказал Ч.Дарвин в 1859 г. Он назвал свои идеи «теорией», но пусть не вводит вас в заблуждение это слово. Оно отнюдь не означает некое чисто абстрактное рассуждение. Научная теория строится на глубоком познании реальности, наблюдении ее законов. И правильность ее выводов придирчиво проверяется многочисленными научными коллективами в разных концах света.

Томас Гексли

Томас Гексли

Материалисты. Основные положения теории эволюции были сформулированы в знаменитой книге Дарвина «Происхождение видов путем естественной селекции, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь».
У новой теории почти сразу появились талантливые и энергичные сторонники: Томас Гексли, Эрнст Геккель и др. Они сыграли не последнюю роль в том, что гипотеза Дарвина о механизме эволюционного процесса – т.е. концепция, еще требующая тщательной проверки ее положений и следствий эмпирическими фактами и наблюдениями, – быстро превращалась в «дарвинизм» – учение, правота которого очевидна. В основе учения Ч.Дарвина лежат четко сформулированные постулаты: наследственность, изменчивость, геометрическая прогрессия размножения, ограниченность места и ресурсов для жизни (см. схему «Логическая структура учения Ч.Дарвина»).

Эти постулаты приводят к системе логических следствий. Конечное звено этой системы – очевидные факты, ждавшие объяснения: приспособленность организмов к среде обитания, многообразие мира, сосуществование высших и низших форм.
Термины «борьба за существование» и «естественный отбор» Дарвин применял в широком метафорическом смысле, понимая под первым зависимость организма от физических факторов среды и других живых организмов. «Естественный отбор» тоже надо понимать не буквально, а как метафору, как, например, в физике «всемирное тяготение», а в химии «избирательное сродство». Следовательно, естественный отбор – это сохранение полезных и индивидуальных отличий и уничтожение вредных, т.е. выживание наиболее приспособленных.
Первые два постулата – наследственность и изменчивость, – понятия, фиксирующие реальные свойства организмов. Третий постулат – геометрическая прогрессия размножения – потенциальная возможность организмов, так как на самом деле ни один вид в природе из поколения в поколение не увеличивает своей численности так интенсивно. Почему? Потому что существует механизм, разрешающий противоречия между третьим и четвертым постулатом. Этот механизм – борьба за существование. Следствием борьбы за существование является естественный отбор как сила, препятствующая реализации третьего постулата. Естественный отбор влечет за собой расхождение признаков и вымирание менее приспособленных форм.
Таким образом, «из войны природы, из голода и смерти вытекает самый высокий результат, который ум в состоянии представить, – образование высших форм» (Ч.Дарвин «Происхождение видов…»).
Согласно Дарвину, основной движущей силой эволюции является естественный отбор. Сила наследственности, из поколения в поколение воспроизводящая формы предков, важна, но не безгранична. Организмы изменчивы. Причем для эволюции особенно важна ненаправленная, неопределенная изменчивость. Она не приспособлена, но условия внешней среды производят жесточайшую выбраковку в потомстве, оставляя наиболее приспособленных. Отсюда ясно, почему организмы устроены так, а не иначе: все прочие уничтожаются в борьбе за существование.
Если из рассуждения исключить один из четырех постулатов, – это делает невозможным вывод о действии естественного отбора и его творческой роли.
Наследственность и изменчивость ничего не объясняют без конкуренции, вызываемой ростом численности. А изменчивость и рост численности ничего не дают без закрепляющей и суммирующей роли наследственности. Смысл же геометрической прогрессии размножения теряется, если безграничны жизненное пространство и ресурсы.
Итак, учение Ч.Р. Дарвина – целостная логическая конструкция.

Диверсификационная возможность дискуссии

Далее можно предложить материал по Синтетической теории эволюции (СТЭ), разработанной на основе данных современной генетики, экологии и классического дарвинизма. Термин «синтетическая» происходит от названия книги известного английского эволюциониста Дж.Хаксли «Эволюция: современный синтез» (1942). В разработку СТЭ внесли вклад многие ученые, среди которых необходимо отметить С.С. Четверикова, Н.В. Тимофеева-Ресовского, Н.И. Вавилова, И.И. Шмальгаузена, Г.Ф. Гаузе, Д.Д. Ромашева, Н.П. Дубинина (Россия), Дж.Хаксли, Дж.Холдейна, Р.А. Фишера (Великобритания), Ф.Г. Добржанского, Дж.Симпсона, С.Райта (США).
Основные постулаты СТЭ (по Н.Н. Воронцову) были изучены на обычном уроке. Ведущий предлагает не останавливаться на них, а лишь напоминает, что СТЭ – это неодарвинизм и находится в русле всех тех идей и направлений, которые были заложены Ч.Дарвином.

Ведущий. Предлагаю вернуться к высказыванию креационистов о якобы невозможности наблюдать эволюционный процесс.

Материалисты. Человек может моделировать в эксперименте процессы видообразования у организмов с коротким жизненным циклом (фаги, бактерии, дрозофила). Но дрозофила – это последний объект, на котором можно ставить опыт, не поручая обработку его результатов потомкам.
Если же эксперимент проводится на основе выполняемых компьютером расчетов, то можно проследить, например, возникновение ракообразных из кольчатых червей или земноводных из рыб. Преимущество машинного эксперимента в том, что в нем срок эволюции, эквивалентный миллиарду лет, имитируется за 1,5 часа.
Осуществили такой эксперимент два биолога; один из них – специалист по компьютерному моделированию биологических процессов, доктор биологических наук В.В. Миншуткин, а второй – известный популяризатор эволюционного учения профессор Б.Медников. Работали они на ЭВМ М4030, программа получила кодовое название «Из червя в краба». [Медников Б. Неизбежность двунога. //Знание – Сила, 1985 г., № 10.]
В основу эксперимента было положено три принципа.

1. Прогрессивные и регрессивные изменения видов равновероятны.

2. «Natura non facit saltum» – природа не делает больших скачков. Например, сложная членистая конечность не могла возникнуть за один временной шаг (1 временной шаг был принят равным 1 млн лет).

3. Из-за конечности ресурсов биосферы, что в данном случае означает конечность машинной памяти, условились: «виртуальная биосфера» может «прокормить» только 100 видов. Поэтому на каждом временном шаге оценивалась приспособленность вида, и если она оказывалась низкой, то неудачника стирали из машинной памяти, а освободившуюся ячейку занимал другой вид. Отбор велся не по отдельным признакам, а по комплексу. Например: если бескрылой птице киви «дать» соколиные крылья, летать она все равно не будет, т.к. для полета, кроме самих крыльев, необходимы и многие другие анатомические приспособления. Один признак в чужом окружении бесполезен.

Вначале результат эксперимента огорчил: прогресс шел очень медленно. Решили, что в медленных темпах эволюции виноваты заданные параметры: постоянные условия среды, изобилие пищи. Правда, в реальной палеонтологической истории Земли такой период был 600 млн лет назад – венд (перед кембрием).
Включение в модель хищников сразу подняло «цену» на твердый скелет. Он «возник» одновременно в четырех независимых линиях эволюции: у простейших, кораллов, губок, членистоногих. У всех по-разному: внутренний и наружный, из кальцита, кремнезема, хитина, фосфата кальция и даже сульфата стронция (у радиолярий) – но возник. Так в рамках эксперимента было установлено: 600 млн лет назад, в конце венда, на Земле появились организмы-хищники. До этого все существовавшие формы животных были либо сапрофагами, либо фильтраторами.
Успех окрылил, и ученые решили имитировать эволюцию хордовых, предковая форма которых достаточно хорошо реконструирована: небольшой, длиной несколько сантиметров, червеобразный организм с мускулатурой, хордой, спинным мозгом (без головного мозга и черепа), с кожей из однослойного эпителия. Этот предок хордовых жил в море, откладывал много яиц, не проявлял заботы о потомстве, походил на современного ланцетника, но был более примитивен.
Темпы машинной эволюции совпали с земной – путь от ланцетника до австралопитека соответствовал 600 млн лет.
Моделировали не единожды, и каждый раз при абсолютно одинаковых исходных данных эволюция порождала разные, но очень похожие формы.
Результаты этого эксперимента позволили сделать несколько выводов.

Вывод первый касался так называемой направленности эволюции. Дарвинизм упрекают в том, что с его помощью ничего нельзя предсказать. И в самом деле: в машинном опыте из одинакового исходного материала, эволюционирующего по одним законам, получались разные «результаты». В одном случае членистоногие вышли на сушу на трех парах ног (как насекомые), в другом – на четырех (как паукообразные). Рыбы вышли на сушу вначале на двух конечностях, затем на четырех. Почему так? Да потому, что эволюция в машинном эксперименте шла по Дарвину! – т.е. путем отбора случайных изменений. И эволюция на Земле, скорее всего, шла так же. Различия лишь в том, что «оперативная память» биосферы на много порядков выше машинной. Можно, конечно, предполагать, что механизм направленной эволюции еще не познан и будет когда-нибудь открыт, но мутационный процесс – факт, доказанный генетикой. И если он определяет ход эволюции хотя бы только на 1% – он уже внесет долю неопределенности, делающей прогноз невозможным.

Вывод второй не менее важен. Машинная эволюция шла в неизменяющейся среде. И тем не менее примитивные формы неизбежно сменялись высокоорганизованными. А ведь широко распространено мнение, будто бы прогрессивная эволюция – это реакция на изменения внешних условий. Эксперимент же показал: не обязательно! Это не значит, что изменения климата и рельефа не играют роли в эволюции, но не они определяют ее. Основная роль в прогрессе принадлежит отношениям между организмами.

Вывод третий и самый важный – ответ на вопрос: достаточно ли факторов дарвиновской эволюции для объяснения прогресса живой природы? Результат машинного эксперимента однозначен: дарвиновского отбора случайных наследственных изменений достаточно, и не нужно привлекать другой фактор или механизм.

Ведущий. Теперь у нас как будто нет основания полагать, что реальная эволюция на Земле происходила иначе. Уместно будет напомнить принцип, который вошел в науку под названием бритвы Оккама: «сущности не следует умножать без необходимости». Иначе эту мысль выразил И.Ньютон: «Не должно в природе принимать иных причин сверх того, которые истинны и достаточны для объяснения явления». Быть может, физика и достигла таких успехов потому, что сбривала метафизические бороды бритвой Оккама?
А стоит ли биологам отправлять под эту бритву все альтернативы дарвинизму? Послушаем интересное мнение на этот счет.

Представитель «третьей позиции» (позиция первая – креационисты, позиция вторая – материалисты). Не все приняли дарвинизм на веру. Идеи Дарвина отвергали многие выдающиеся биологи –
его современники. Это, казалось бы, было естественным, ибо старое всегда сопротивляется новому. Но с момента появления дарвинизма выросло четыре поколения биологов, и среди них вновь и вновь появляются «еретики», подвергающие сомнению основы теории, которую большинство считает фундаментом биологии.
Среди критиков дарвинизма немало ученых, которые разделяют идею эволюции, в отличие от креационистов, которые эту идею полностью отвергают. Оппоненты ставят под сомнение предложенный Дарвином и абсолютизированный дарвинистами механизм эволюции, т.е. концепцию определяющей роли случайности в наследуемой изменчивости, а также идею творческой роли естественного обора. Но так как критика дарвинизма часто ассоциируется с неуважением к памяти действительно великого ученого, и, как выражается известный американский дарвинист Гаррет Хардин: «Всякий, не почитающий Дарвина, неизбежно привлекает к себе изучающий взгляд психиатра», – то лишь немногие позволяют себе высказывать сомнения с полной определенностью. Критический анализ дарвинизма осложняется и тем обстоятельством, что сейчас в биологии доминирует не исходный дарвинизм, а СТЭ. Казалось бы, СТЭ далеко ушла от представлений времен Дарвина. Но в главном – в признании естественного отбора как единственного направленного и в этом смысле творческого фактора биологической эволюции – СТЭ и дарвинизм едины. Так почему же снова и снова появляются люди, испытывающие чувство неудовлетворенности эволюционной теорией? Эта неудовлетворенность связана по меньшей мере с двумя обстоятельствами.

1. Многие биологи утверждают, что в науке накопилось очень большое число фактов, действительно противоречащих современному дарвинизму.

2. В обществе имеет место чувство, ярко выраженное еще в первой половине XIX в. российским философом Н.Н. Страховым: «Вопрос, решаемый Дарвином, – неизмеримо важнее всего имущества и благ жизни нашей. Ибо Дарвин пытается устранить разумность из мироздания, а значит, сам разум человеческий – это, по Дарвину, частный случай нелепости, бессмысленности, случайности, потому что они, по Дарвину, единственные господа мира и природы». [Сперанский С. Чело века. // Знание – Сила, 1992, № 8.]

Ведущий. Говоря о дарвинизме, мы не можем не испытывать симпатии к Ч.Дарвину как к ученому, личности. Долг и обязанность ученого – объяснить то, что он видит. Дарвин свято следовал этому. Телега у него не бежала впереди лошади. Напротив, тяжело груженая, тормозила движение. Двадцать лет прошло от возникновения теории до ее провозглашения – это ли не свидетельство научной добросовестности! Нельзя не восхищаться и скрупулезностью Дарвина, который, собрав огромное число фактов в пользу своей теории, приводит длинный список авторов, высказавших сходные мысли. А решивши наконец опубликовать теорию, Дарвин не прекращает научного поиска. Его мучат сомнения. В последнем прижизненном издании «Происхождения видов…» мысли, порой разрушающие созданную теорию, появляются на страницах его книги. И пусть Ч.Дарвин остается для нас образцом ученого. Ни единым пятнышком мы не замараем его белоснежные одежды. С дарвинизмом же – можно поспорить. Ему есть альтернатива.

Продолжение следует

Рейтинг@Mail.ru