Если эта статья или её отдельные положения окажутся непонятными, то это возможно из за того, что взята из раздела, в котором мои статьи лежат в произвольном порядке.Нельзя читать книгу с середины. Возможно, что статья еще не в окончательной редакции и уже в настоящее время несколько пересмотрена. Последовательное изложение концепции социобиологии я постарался дать здесь. http://www.proza.ru/avtor/indeks07&book=3#3
В сборнике «МЭМы – новый взгляд».
Когда всё началось? Астрофизики утверждают, что возраст вселенной 13,8 млрд. лет.
Вот тогда в результате большого взрыва и появилась наша Вселенная. Она расширялась, охлаждалась, пространство растягивалось, из плазмы возникало вещество, образовались Галактики (звёздные скопления). В результате этой эволюции вселенная пришла к виду, который она имеет сегодня. Мы много знаем об этом процессе эволюции, ещё больше не знаем, но имеется надежда узнать, потому, что наука движется в последнее время огромными шагами. Причем движение это не просто быстрое, оно еще и ускоренное, потому, что на развитие науки в мире тратится всё больше ресурсов. Время при этом как бы сжимается. Ведь за 5 лет 21 века сделано много больше научных открытий, чем за те же пять лет сто лет тому назад. Это и ощущается как сжатие времени. Ведь длина временного промежутка для человека определяется наполненностью его событиями.
Наше солнце это звезда второго поколения, которая образовалось 5 млрд. лет назад и еще столько же будет нам светить, обеспечивая зелёный мир энергией для фотосинтеза, т.е для жизни. Потом оно сбросит внешнюю оболочку, которая расширяясь, достигнет орбиты Земли. При этом жизнь на Земле прекратится, поскольку температуру в 1000 градусов никакое живое существо не перенесёт. Океаны испарятся. Для человечества на этот случай (если оно к тому времени выживет) нужен запасной аэродром.
Хотя Земле порядка 5 млрд лет, но жизнь на ней документально обнаружена 3,5 млрд. лет. Из простых неорганических молекул, сформированных в космосе появились в результате эволюции органические молекулы, а затем возникла жизнь. Есть гипотеза, что жизнь занесена из космоса. Но это только даёт больше времени для возникновения жизни. Если это так, то жизнь могла возникнуть на планете у звезды первого поколения и затем распостраниться по космосу.
Между живой и неживой природой нет высокой стены. Одна плавно перетекает во вторую. Но всё же есть существенные различия. Неживая природа приспосабливается к меняющимся внешним условиям, точнее она реагирует на них.
Например, вода. Если температура понижается, она замерзает, превращаясь в лёд и меняя свои физические свойства, если температура повышается, вода превращается в пар. Также и все другие вещества изменяют свои свойства под действием изменений среды.
Живая природа не просто реагирует на изменение внешней среды. Она реагирует так, чтобы остаться живой по возможности. Жизнь стремится сохранить себя. Для этого она поддерживает некоторые параметры внутри себя. Жизнь приобрела свойство, которого нет у неживого вещества - способность адаптироваться в некоторых пределах. Жизнь упорядочивает своё вещество, но не рядами, как бы сделал человек, а именно так, как нужно для поддержания жизни.
На каком то этапе эволюции среди множества образовавшихся органических молекул появилась одна, обладающая необыкновенным свойством. Она умела из подходящего материала строить такие же молекулы как она сама. Это очень маловероятный процесс, но не невозможный, учитывая огромное число молекул органики в первоначальном бульоне.
(Британские химики смогли провести опыт, в котором из смеси возникла сложная молекула, способная к самовоспроизведению.)
Но когда такая молекула появилась, то запустился процесс построения идентичных молекул (репликация) который подобен геометрической прогрессии, легко побеждает процессы случайного построения.
Следующим этапом эволюции жизни было образование клетки. При этом молекула репликатор защищается оболочкой от окружающей среды. Работает в защищёном режиме. Такие простейшие клетки, называемые прокариотическими (безъядерными) и до сих пор существуют и составляют значительную часть биомассы. Это бактерии.
На границе живой и неживой природы находятся вирусы. Когда они не в клетке они проявляют себя как неживые, а когда попадают в клетку, то вмешиваются в процесс репликации, заставляют клетку работать по их программе.
Следующим этапом эволюции стало появление эукариотической клетки. Она отличается тем, что внутри клетки есть ядро, отделённое от основного объёма клетки. В ядре сосредоточены хромосомы, содержащие закодированную информацию, а построение молекул идет вне ядра в области метаболизма. В ядре запоминаются полезные адаптации, которые приспособляют поведение клетки к внешней среде. Когда среда меняется, то адаптации позволяют изменить процесс построения молекул. Таким образом, клетки не меняются (в том смысле, что не меняется геном), адаптации позволяют клеткам оставаться самими собой при изменении внешней среды. Это необходимое условие для построения многоклеточных организмов, примером которых являемся мы с вами. Важное различие между двумя указанными типами клеток заключается в том, что из одних возможно построение многоклеточных организмов, а из других нет.
Это я рассказываю, как выглядят процессы с точки зрения существа обладающего разумом. Обыденный человеческий разум не может принять, что наш прекрасный зелёный окружающий мир, населенный миллионами живых существ, с нами во главе мог возникнуть сам по себе, без всякого замысла со стороны, что это лишь результат эволюции живой природы. Замысел, план, смысл - вот элементы, сопровождающие деятельность человека на протяжении всего известного срока его существования. Поэтому, человеку внутренне присуще теологическое мышление. Тучи на небе затем, чтоб из них шел дождь, солнышко всходит, чтобы освещать Землю, и т.д. Отсюда только пол шага, до признания того, что существует высший замысел. И вот именно это зафиксировано в Библии. Но подумайте, что вселенныя на много порядков больше мозга и ни в каком мозгу описание её
строения не поместится).
Один биолог остроумно заметил что Бог, если он есть, почему то очень любит жуков. За короткое время создания всего сущего на Земле Бог создал около 300 000 видов жуков.
Американский биолог Коллинз лукаво назвал свою книгу, посвященную расшифровке генома человека «Расшифровка божественных чертежей».
Ну, понятно, что книгу нужно продвигать, а Америка религиозная страна и чтобы лучше покупалась, пришлось немного пожертвовать принципами.
Само собой, как следует из нашего житейского опыта, ничего построиться не может. Поэтому кажется логичным предположить существование высшего разума, который за всем этим следит и управляет. Так естественно возникает идея Бога. Но эта идея создает еще больше проблем в понимании мироустройства, чем она решает.
Поэтому мы будем считать, что природа обладает свойством
самоорганизации . В каждом случае обнаружения этого процесса причины его можно увидеть в проявлении физических законов. Иногда трудно понять, почему так происходит, но причины всегда есть.
Процессы самоорганизации идут медленно, если их сравнивать со временем жизни человека. Поэтому человеку это незаметно, но если посмотреть с эволюционной точки зрения, то всё отчетливо прослеживается. Логика - Бог пришёл и за 6 дней создал мир не выдерживает критики.
Когда клиент одного портного упрекнул, как он долго шьёт ему костюм, говоря что бог За 6 дней сумел сотворить весь мир, портной еврей не растерялся и ответил: Вы посмотрите, какой мир и какой я вам сшил костюм.
Чтобы создать мир таким, как мы его видим нужно время. Идею эволюции нельзя считать только одной из гипотез, объясняющей мироустройство. Это единственная разумная теория, позволяющая объеденить, имеющиеся сведения о жизни разных существ в разные времена.
Результатом эволюции неживой и живой природы, если проследить ее с самого начала, является все большее усложнение форм вещества.
Вначале были образованы простейшие атомы водорода . Затем, в результате ядерных реакций возникали все более массивные атомы и при достаточно низкой температуре сочетались в молекулы. Молекулы в принципе не могут существовать при звездных температурах, а при достаточно низких - атомы просто не могут не образовывать связи между собой.
Крупный мыслитель нашего времени, Пьер Тейяр де Шарден, говорил: «Что есть эволюция – теория, система или гипотеза? Это нечто большее – это общий постулат, перед которым все теории, гипотезы и системы впредь должны склониться, и с которым они должны согласовываться, чтобы быть разумными и достоверными. Эволюция – это свет, озаряющий все факты, траектория, за которой должны следовать все линии, – вот что такое эволюция»
Один из создателей теории синтетической эволюции американский генетик русского происхождения Ф. Добжанский писал: Ничто в биологии не имеет смысла кроме как в свете эволюции.
Правда, указанные авторы никак не могли расстаться с идеей бога и в головах ему отводили какое то место. Это свойство человеческой психики. В квартире со временем набирается много ненужного уже хлама, а выбросить жалко. Так бывает.
Многообразие и единство жизни – в равной степени поразительные и очень много значащие особенности живого мира. Существует ли вразумительное объяснение причины такого колоссального многообразия живых организмов?
Незанятая экологическая ниша, неиспользованная возможность для жизни – это вызов. Естественный отбор может заставить живые организмы ответить на вызов с помощью адаптивных генетических изменений. Эти изменения могут позволить виду занять пустующую экологическую нишу или благополучно перенести неблагоприятные изменения окружающей среды. Но ответ может оказаться успешным, а может и нет.
Недостаточно успешный ответ может привести к вымиранию вида. Ископаемые останки ясно свидетельствует о том, что обычный конец для большинства эволюционных линий – вымирание. Ныне живущие организмы – удачливые потомки лишь относительно небольшого числа видов, живших в прошлом.
Здесь пора сказать, что законы эволюции впервые открыты Ч. Дарвиным. Вместе с ним эти же идеи были высказаны Уилсоном в конспективной форме. Дарвин же в своих работах сделал это основательно на множестве примеров.
ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ
В обращении к католической церкви папа Иоанн Павел II объявил о согласии Ватикана перевести эволюционное учение Дарвина из разряда гипотез в ранг научной теории.
В своем выступлении папа признал приемлемым верить в то, что тело человека –результат эволюции. А я, расширив полномочия предоставленные Папой, пытаюсь убедить всех своих читателей, что и душа (т.е. состояние ментальности) есть тоже результат эволюции, но не биологической, а культурной.
РАННИЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЭВОЛЮЦИОННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ
Представления об изменяемости окружающего мира, и в том числе живых существ, впервые сложились у ряда античных философов.
Постепенно были накоплены многочисленные данные, говорившие об удивительном разнообразии форм организмов. Эти данные нуждались в систематизации. Важный вклад в этой области был сделан знаменитым шведским естествоиспытателем К.Линнеем (1707-1778), которого справедливо называют создателем научной систематики организмов. Следует отметить, что Линней последовательно придерживался точки зрения о неизменности видов, созданных Творцом.
В 18 веке наряду с господствовавшим мировоззрением, основанным на религиозных догмах о неизменности созданного Творцом мира и получившим название "креационизм" (от лат. creatio - созидание, порождение), постепенно начали вновь формироваться представления об изменяемости мира и, в частности, о возможности исторических изменений видов организмов.
Эти представления именовались "трансформизмом" (от лат. transformatio - преобразование).
Общим для всех трансформистов было признание изменяемости видов организмов под воздействием окружающей среды, к которым организмы приспосабливаются благодаря заложенной в них изначально способности целесообразно реагировать на внешние воздействия, а приобретенные этим путем изменения наследуются (так называемое "наследование приобретенных признаков"). При этом изменения видов не столько доказывались, сколько постулировались трансформистами.
Честь создания первых эволюционных теорий принадлежит великим естествоиспытателям XIX в. Ж.Б.Ламарку (1744-1829) и Ч.Дарвину (1809-1882). Эти две теории почти во всем противоположны: и в своей общей конструкции, и в характере доказательств, и в основных выводах о причинах и механизмах эволюции, и в своей исторической судьбе.
Основы своей концепции Жан Батист Ламарк изложил в известном своем труде "Философия зоологии" (1809). Название этой книги подчеркивает важную особенность обобщений Ламарка - их умозрительный характер.
Движущей силой Ламарк считал "стремление природы к прогрессу", которое изначально присуще всем живым существам, будучи вложено в них Творцом, т.е. Богом.
Ламарковское объяснение прогрессивной эволюции, очевидно, является телеологическим (от греч. телео - цель), поскольку оно приписывает организмам стремление к совершенствованию, т.е. к определенной цели.
Как первая последовательная и цельная эволюционная концепция, теория Ламарка была прогрессивной для своего времени.
Теория Ламарка основанная на философии не получила признания у современников, была надолго забыта, но позднее вновь привлекла внимание ученых, и некоторые ее положения с удивительным постоянством продолжают воскресать в концепциях различных эволюционистов вплоть до нашего времени. Ведь людей пытающихся всё на свете объяснить с помощью философии хватает.
ДАРВИНИЗМ
Выход в свет гениального труда Ч.Дарвина "Происхождение видов" (1859) справедливо рассматривается как начало новой эпохи в развитии естественной истории, или биологии, в современном понимании. Дарвинизм стал основой эволюционистики 20 века.
Чарлз Дарвин родился 12 февраля 1809 года в Англии. Пятый из шести детей состоятельного врача и финансиста Роберта Дарвина. Летом 1825 года, он выступает в роли ассистента-ученика и помогает отцу в его медицинской практике, оказывая помощь беднякам. Видимо по совету Отца, он поступает в Эдинбургский университет, где изучает медицину.(1825-1827г)
В это время он ассистирует Роберту Эдмонду Гранту в его исследованиях анатомии и жизненного цикла морских беспозвоночных. На заседаниях общества, в марте 1827 года, Дарвин представляет краткие сообщения о своих первых открытиях, которые меняли его взгляд на привычные вещи.
В течение второго года пребывания в Эдинбурге Дарвин посещает курс естественной истории Роберта Джемсона, который охватывал геологию. В тот же год он изучил классификацию растений и принимал участие в работе с обширными коллекциями в Университетском музее, одном из крупнейших музеев Европы того периода.
Отец Дарвина узнав, что сын забросил обучение медицине, был раздосадован и предложил ему поступить в Кембриджский христианский колледж и получить
сан священника Англиканской церкви.(1828-1831г)
В Кебридже он занимается не только изучением богословия. Там он познакомился с энтомологией и сблизился с людьми, увлекающимися коллекционированием насекомых. В результате у него просыпается страсть к коллекционированию жуков. Он становится близким другом и последователем профессора ботаники Джона Стивенса Генслоу.
В 1831 году по окончании университета Дарвин в качестве натуралиста, несмотря на полученное религиозное образование, по рекомендации Генслоу отправился в кругосветное путешествие на экспедиционном судне королевского флота «Бигль», откуда вернулся в Англию лишь 2 октября 1836 года.
Путешествие продолжалось без малого пять лет. Большую часть времени Дарвин проводит на берегу, изучая геологию и собирая коллекции по естественной истории, в то время как «Бигль» под руководством капитана Фицроя осуществлял гидрографическую и картографическую съёмку побережья.
Во время своего путешествия по всем континентам он видимо заболел какой то загадочной болезнью, от которой уже никогда не мог вылечиться. С детства он отличался крепким здоровьем и даже мог сделаться спортсменом, так как удивительно быстро бегал.
Только по возвращении из путешествия в 1837 г., он поставил перед собой вопрос о происхождении видов и решил приступить к его разработке. В 1839 г., по прочтении книги Мальтуса, у него вполне отчетливо формулировалась идея естественного отбора.
В 1859 году Дарвин опубликовал труд «Происхождение видов путём естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь».
Теория Чарльза Дарвина была разработана так тщательно, опиралась на такую громаду фактов, объясняла столько загадочных явлений, наконец, указывала столько новых путей для исследования, что утвердилась в науке с замечательною быстротой, несмотря на ожесточенные нападки противников.
В 1868 году Дарвин опубликовал свой второй труд на тему эволюции — «Изменение животных и растений в домашнем состоянии» в который вошло множество примеров эволюции организмов.
В 1871 году появился ещё один важный труд Дарвина — «Происхождение человека и половой отбор», где Дарвин привёл аргументы в пользу естественного происхождения человека от животных (обезьяноподобных предков).
Теория Чарлза Дарвина, известная под названием теории естественного отбора, является одной из вершин научной мысли XIX в.
Ее значение выходит далеко за пределы своего века и за рамки биологии: теория Дарвина стала естественно-исторической основой материалистического мировоззрения.
Отбор действует и в неживой природе при её эволюции, только там не вырабатываются приспособления (адаптации) к меняющимся условиям. Если вода замерзает про 0 град, а при повышении температуры вновь превращается в обычную воду, такую же какой она была раньше. Адаптаций не наблюдается при многократном повторении этого процесса.
Теория Дарвина (Дарвинизм) представляет собой образец научного исследования, основываясь на огромном количестве достоверных научных фактов, анализ которых привёл Дарвина к стройной системе выводов.
Два краеугольных камня лежат в основе его учения о эволюции.
1. ИЗМЕНЧИВОСТЬ ВИДОВ.
Дарвин собрал многочисленные данные, свидетельствующие о том, что изменчивость самых различных видов организмов в природе очень велика, а ее формы принципиально сходны с формами изменчивости домашних животных и растений.
2. ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР.
Дарвин открыл ту творческую силу, которая движет и направляет эволюционный процесс в природе, - естественный отбор.
"Так как рождается гораздо более особей каждого вида, чем сколько их может выжить, и так как, следовательно, постоянно возникает борьба за существование, то из этого вытекает, что всякое существо, которое в сложных и нередко меняющихся условиях его жизни, хотя незначительно, изменится в направлении, для него выгодном, будет иметь более шансов выжить и, таким образом, подвергнется естественному отбору. В силу строгого принципа наследственности отобранная разновидность будет стремиться размножаться в своей новой и измененной форме".
Другими словами, естественный отбор, или выживание наиболее приспособленных, представляет собой сохранение полезных индивидуальных различий или изменений (адаптация) и уничтожение вредных. Изменения, нейтральные по своей ценности (неполезные и невредные), не подвергаются действию отбора, а представляют непостоянный, колеблющийся элемент изменчивости.
Отсюда следует, что естественный отбор является фактором эволюционных изменений не для отдельных организмов, рассматриваемых изолированно друг от друга, но лишь для их совокупностей, т. е. популяций.
КОШМАР ДЖЕНКИНСА.
Для корректного объяснения биологической эволюции, кроме изменчивости видов и естественного отбора, необходим еще один атрибут – Теория наследственности. В биологии XIX века полагалось, что наследственный материал отца смешивается с наследственным материалом матери, порождая потомка (теория слитной наследственности) у которого наследственность представлялась как «среднее арифметическое» наследственного материала отца и матери. Например, растение с красным цветком и растение с белым рождают растение с розовым цветком;
у высокого отца и низкорослой матери рождается ребёнок среднего роста и т. д.
О работе Грегора Менделя (1866), в которой экспериментально на горохе показано что это не так Дарвин по видимому не знал. Эта работа осталась незамеченной научной общественностью и её результаты были переоткрыты и осмыслены только через 40 лет.
Вот на этот недостаток Дарвинизма указал не биолог, а инженер электротехник Дженкинс. Возражение сводилось к тому, что при свободном скрещивании двух особей (а только так и происходит в природе) полезное свойство выделенное отбором, быстро эллиминируется, т.е. растворяется в массе других не полезных для популяции.
Предположим, что в популяции появилась особь с более удачным для выживания и размножения признаком, чем у существующих особей. Но скрещиваться данная особь будет только с особями с «нормальными» признаками. Поэтому через несколько поколений удачное новоприобретение неизбежно будет поглощено «болотом» обычных признаков.
Ознакомившись с возражениями Дженкина, Дарвин счёл, что их правильность «едва ли может быть подвергнута сомнению» и называл их «кошмаром Дженкина». В письме своему другу ботанику Джозефу Хукеру от 7 августа 1869 года Дарвин писал о статье Дженкина: «Знаете, я почувствовал себя очень приниженным, закончив чтение статьи».
Выводы Дженкина показывают, что, если считать истиной теорию слитной наследственности, то видообразование, описанное Дарвином, не может происходить, так как случайно появившийся «полезный» наследственный материал с каждым поколением будет растворяться в неизменённом наследственном материале. Но видообразие то фактически происходило. Теория отбора подтверждалась многочисленными фактами и поэтому могла считаться истиной. А усомнится в раздельной теории наследственности Дарвину могла бы помочь работа Менделя. Но этого не случилось и кошмар Дженкина постоянно мучил Дарвина.
Дженкин не прославился ничем на поприще электротехники на котором работал. Он прославился принципиальным возражениеим Дарвину.
Интересно читать «неприглаженное» заявление Дженкина, чтобы почувствовать взгляды цивилизованных людей того времени.
«Представим себе белого человека, потерпевшего кораблекрушение на острове, населённом неграми… Наш выживший герой, возможно, станет среди них королём; он убьёт очень много чёрнокожих людей в борьбе за выживание; он заведёт очень много жён и детей, в то время как множество его подданных будут жить холостяками и умрут холостяками… Качества и способности нашего белого человека несомненно помогут ему дожить до глубокой старости, но даже его длинной жизни явно не хватит для того, чтобы кто-то из его потомков в каком-либо поколении стал полностью белыми… В первом поколении будет несколько дюжин смышлёных молодых мулатов, чей ум будет в среднем превосходить негритянский. Нас не удивит, что трон в течение нескольких поколений будет принадлежать более или менее желтокожему королю; но сможет ли поверить кто-то, что население всего острова постепенно станет белым, или пусть даже жёлтым?..
В нашем случае признак попал в исключительно благоприятные условия, способствующие его сохранению, — способствующие, и всё же неспособные закрепить и сохранить его.»
Африканский остров с неграми малоблагоприятный для белого человека. Вряд ли бы он успел завести много жён и уж дожить до глубокой старости ему бы не позволили. Но некорректно поставленный вопрос всё равно понятен.
Российский писатель и палеонтолог Кирилл Еськов, однако, считает по-другому: «…Исчерпывающее решение парадокса, сформулированного Дженкинсом, Дарвин держал в руках в самом буквальном смысле слова. Решение это, заключающееся в дискретности наследственного кода, было чёрным по белому прописано в книге основоположника генетики Менделя, которую Дарвин читал (об этом достоверно известно) — но совершенно не оценил…». Но следует помнить, что главный научный труд Менделя «Versuche ;ber Pflanzenhybriden» — не «книга», как полагает Еськов, а сравнительно небольшая статья.
БОРЬБА ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ
Важнейшее место в теории естественного отбора занимает концепция борьбы за существование.
"Так как производится более особей, чем может выжить, в каждом случае должна возникать борьба за существование либо между особями того же вида, либо между особями различных видов, либо с физическими условиями жизни".
Термин "борьба за существование" не вполне точно соответствует тому значению, которое вкладывал в него сам Дарвин, предлагая понимать этот термин "в широком и метафорическом смысле".
Во-первых, Дарвин включал в понятие "существование" не только жизнь данной особи, но и успех ее в оставлении потомства. Во-вторых, словом "борьба" обозначалась не столько борьба как таковая (т.е. как прямое столкновение), сколько конкуренция, часто происходящая в пассивной форме. В сущности, Дарвин понимал под борьбой за существование совокупность всех сложных взаимодействий между организмом и внешней средой, определяющих успех или неудачу данной особи, в ее выживании и оставлении потомства.
Подчеркивая роль перенаселения как фактора, обусловливающего борьбу за существование, Дарвин сделал вывод, что наиболее ожесточенной должна быть внутривидовая борьба как конкуренция между особями одного вида, которые обладают сходными жизненными потребностями.
Если, например, рассматривать модель взаимоотношений между видом-хищником и видом-жертвой (скажем, лисы и зайцы), то, по Дарвину, важнейшим фактором, определяющим отбор, будет для лис конкуренция между разными лисами, а для зайцев - между самими зайцами.
Дарвин подчеркнул, что естественный отбор должен действовать с гораздо большей эффективностью, чем искусственный, поскольку,
во-первых, природа располагает неизмеримо большим временем, чем человек;
во-вторых, человек, ведущий искусственный отбор, обращает внимание главным образом на внешние признаки животных и растений, тогда как для естественного отбора важна любая особенность организмов;
в-третьих, искусственный отбор ведется для нужд человека, а естественный отбирает признаки, важные для самого организма;
в-четвертых, естественный отбор действует гораздо более жестко, так как человек обычно не истребляет всех менее пригодных домашних животных, сохраняя их для различных нужд. Все это в совокупности подчеркивает огромные творческие возможности естественного отбора.
По Дарвину, естественный отбор представляет собой важнейшую творческую силу, которая направляет эволюционный процесс и закономерно обусловливает возникновение приспособлений организмов, прогрессивную эволюцию и увеличение разнообразия видов.
ПОВЫШЕНИЕ РАЗНООБРАЗИЯ ФОРМ ОРГАНИЗМОВ
Вторым (после возникновения адаптации) важнейшим следствием естественного отбора является, по Дарвину, закономерное повышение разнообразия форм организмов, носящее характер дивергентной (расходящейся) эволюции.
Поскольку наиболее острая конкуренция ожидается между наиболее сходно устроенными особями данного вида в силу сходства их жизненных потребностей, в более благоприятных условиях окажутся наиболее уклонившиеся от среднего состояния индивиды. Эти последние получают преимущественные шансы в выживании и оставлении потомства, которому передаются особенности родителей и тенденция изменяться дальше в том же направлении (длящаяся изменчивость).
При преимущественном сохранении в каждом поколении самых крайних вариантов изменчивости, очевидно, что эволюция пойдет в направлении разделения вида на разновидности, которые со временем превратятся в новые (дочерние) виды.
По Дарвину, предковая и промежуточная формы имеют худшие шансы для выживания по сравнению с наиболее уклонившимися дочерними формами, поскольку первые более сходны друг с другом, и конкуренция между ними должна быть наиболее ожесточенной.
В итоге от общего предка в ходе эволюции должны происходить все более разнообразные и отличающиеся друг от друга потомки.
Эволюционный прогресс
Наконец, третье важнейшее следствие естественного отбора - постепенное усложнение и усовершенствование организации, т.е. эволюционный прогресс.
Согласно Ч.Дарвину, это направление эволюции является результатом приспособления организмов к жизни в постоянно усложняющейся внешней среде. Усложнение среды происходит, в частности, благодаря дивергентной эволюции, увеличивающей число видов. Усовершенствование реакций организмов на усложняющуюся среду приводит к постепенному прогрессу организации.
При этом Дарвин подчеркивал, что естественный отбор сам по себе отнюдь не предполагает обязательно прогрессивного развития, действуя "только посредством сохранения и накопления изменений, благоприятных для организма при тех органических и неорганических условиях, в которых он существует во все периоды своей жизни".
ПОЛОВОЙ ОТБОР
Частным случаем естественного отбора является половой отбор, который связан не с выживанием данной особи, а лишь с ее воспроизводительной функцией.
По Дарвину, половой отбор возникает при конкуренции между особями одного пола в процессах размножения. Важность воспроизводительной функции самоочевидна; поэтому в некоторых случаях даже само сохранение данного организма может отступить на второй план по отношению к оставлению им потомства.
Для сохранения вида жизнь данной особи важна лишь постольку, поскольку она участвует (прямо или косвенно) в процессе воспроизводства поколений. Половой отбор как раз и действует на признаки, связанные с различными аспектами этой важнейшей функции (взаимное обнаружение особей противоположного пола, половая стимуляция партнера, конкуренция между особями одного пола при выборе полового партнера и т. п.).
ДИСКРЕТНАЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ.
Слабым местом теории Дарвина было то, что не был разработан адекватный механизм наследственности. Упрекать Дарвина конечно за это нельзя. Потребовались усилия ещё многих ученых, чтоб разработать хромосомный механизм наследственности.
Первые эксперименты, показавшие дискретность аппарата наследственности, были проделаны Г.Менделем еще в 1865 г., при жизни Дарвина, но его работы долго не привлекали внимания других исследователей. Читал ли Дарвин работу Менделя, посвящённую опытам с горохом по наследственности точно неизестно.
Лишь на рубеже XIX и XX вв. в изучении наследственности организмов были достигнуты первые существенные успехи. Сложились представления о дискретном характере наследственности. Были открыты гены контролирующие наследование различных признаков.
Новые признаки не могут быть раствориться в прежнем состоянии, потому, что их возникновение обусловлено изменениями отдельных генов, которые хотя и взаимодействуют друг с другом, но не сливаются и не разбавляют друг друга.
Всякое наследственное изменение (мутация), раз появившись и выдержав "проверку на жизнеспособность", сохраняется и постепенно распространяется в популяциях данного вида, если оно одобряется отбором. Новый признак (новый вариант гена) входит в генофонд вида - сумму всей наследственной информации всех особей данного вида.
В 1906 г. Д.Харди и В. Вайнберг математически доказали, что при свободном скрещивании особей в бесконечно большой популяции организмов данного вида частота встречаемости различных генов остается из поколения в поколение постоянной при отсутствии влияния каких-либо внешних факторов (например, действия отбора).
Следствием этого правила Харди - Вайнберга является невозможность бесследной потери каких бы то ни было новых мутаций из генофонда большой популяции без воздействия извне.
Достаточно крупные популяции со случайным скрещиванием составляющих их особей вполне обычны, и в таких популяциях проявляется тенденция к сохранению генетического равновесия в соответствии с правилом Харди-Вайнберга.
СИНТЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ
Работы по генетике позволили дать эволюционному учению новую жизнь из за разработки дискретной теории наследственности и указали причины изменчивости видов с точки зрения популяционной генетики.
Этот сембиоз с Дарвинизмом получил название синтетической теории эволюции.
В 1926 г. была опубликована работа С.С.Четверикова «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики». В ней показано, что многочисленные рецессивные мутации не проявляются фенотипически. Фенотипы особей в популяции зачастую различаются меньше, чем их генотипы.
Русский генетик Четвериков подчеркивал, что фенотипические проявления активности любого отдельного гена определяются его взаимодействиями с другими генами в целостном генотипе, представляющем своего рода "генетическую среду".
Если хромосомы считать за тома книги, то гены - отдельные страницы её. В ядре клетки есть два «собрания сочинений» от каждого родителя. Одинаковые тома это гомологичные хромосомы. Одинаковые по номеру страницы в этих томах могут различаться. Т.е. одинаковые по порядку гены на гомологичных хромосомах могут быть неодинаковыми. Варианты генов называют аллелями. При построении многоклеточного организма работает только один из них. Он называется доминантным, неработающий рецессивным. Четвериков утверждает, что рецессивность и доминантность не есть свойства самого гена, а определяется свойством генетической среды. Т.е. совокупностью других генов.
Генетическая гетерогенность (неодинаковость геномов представителей популяции) является основой для ее эволюционных преобразований
(Потому что обеспечивает изменчивость).
Работы С.С. Четверикова заложили основы популяционной генетики.
АТРИБУТЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ.
Если подытожить вышесказанное современным языком, то можно увидеть, что биологическая эволюция имеет 3 непременных атрибута.
1. Изменчивость вида (Генетическая гетерогенность по Четверикову)
2. Дискретную наследственность (Репликаторы - гены)
3. Естественный отбор
Если исключить любой из названных атрибутов, то биологическая эволюция становится невозможной.
Изменчивость вида возникает вследствие 3 причин.
1.Изменчивость генотипа в процессе мейоза (деление половых клеток), вызванная процессом случайной рекомбинации родительских генов на гомологичных хромосомах.
Мейоз- деление ядра клетки с уменьшением числа хромосом в два раза. В ядре обычной, не половой (соматической) клетки содержится двойной набор хромосом(23+23) один от папы и один мамы. Одинаковые хромосомы (гомологичные) от родителей сливаются в одну. Так из соматических получается половые клетки у родителей.(гаметы) Этот процесс случайный в том смысле, что набор генов на слившейся хромосоме случаен. Одни гены от одного родителя другие от другого. При оплодотворении (слиянии 2 гамет) опять получается двойной набор хромосом в оплодотворённой яйцеклетке (Зиготе). Важно, что процессы здесь случайные, что и дает изменчивость результата(потомства).
Оплодотворённая клетка(Зигота) имеет двойной набор хромосом, со случайным набором генов от родителей. Эта изменчивость вызвана большим разнообразием генофонда популяции - это то о чём писал Четвериков.
2.Изменением фенотипа по сравнению с генотипом вследствие изменения внешних условий развития. (Фенотип — совокупность внешних и внутренних признаков организма, приобретённых в результате онтогенеза (индивидуального развития). Фенотипическая изменчивость это результат изменения среды в процессе развития. Даже у ребенка, делающего из песка куличи, не все они оказываются одинаково удачными.
3.Мутациями (СЛУЧАЙНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ) генов. Это редкий процесс и дает весьма малый вклад в изменчивость. Но на длинных промежутках времени его действие существенно.
НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ
Она носит дискретный характер. Носителем её является ДНК в ядре клетки. ДНК обладает свойством точно копироваться при делении клеток, т.е. является хорошим репликатором, позволяющим сохранять наследуемые признаки.
Репликатором называют молекулу, которая обладает необыкновенным свойством — способностью создавать копии самой себя. Репликатор выступает в качестве матрицы для образования почти идентичной копии, точнее некоего «негатива», который в свою очередь вновь создает копию исходного позитива. Таким репликатором является молекула ДНК свернутая в двойную спираль. Нуклеотидные строительные блоки из которых построена ДНК бывают только четырех типов, сокращенно обозначаемых буквами А, Т, Ц и Г. Они одинаковы у всех животных и растений. Различна лишь их последовательность. Но последовательность строительных блоков у данного человека отличается не только от их последовательности у улитки. Она отличается также, хотя и в меньшей степени, от последовательности блоков у любого другого человека.
Тело человека состоит в среднем из 10 в 15 степени клеток и каждая из этих клеток содержит полную копию ДНК, свойственной данному телу. Эту ДНК можно рассматривать как набор инструкций, записанных с помощью нуклеотидного А, Т, Ц, Г — алфавита и указывающих, как должно строиться тело. Это не чертёж. Инструкции для человеческого тела составляют 46 томов. 23тома от мамы и столько же от папы. Эти «тома» называются хромосомами. Каждая хромосома состоит из одной молекулы ДНК и множества вспомогательных белков, которые помогают правильно упаковывать ДНК, «считывать» с нее информацию, размножать и т. д. Под микроскопом они имеют вид длинных нитей, в которых в определенном порядке расположены гены (участки хромосом).
При каждом делении клетки содержащиеся в ДНК инструкции точно копируются, практически без ошибок. Из хаоса первичного набора молекул ДНК формирует порядок в виде своих копий. Напоминает процесс штамповки молекул.
Гены сотрудничают и взаимодействуют как между собой, так и с внешней средой неимоверно сложными способами. Такие выражения, как «ген длинных ног» или «ген альтруистичного поведения» — удобные обороты речи, однако важно понимать, что они означают. Нет такого гена, который сам по себе создает длинную или короткую ногу. Построение ноги требует совместного действия множества генов. Необходимо также участие внешней среды: ведь в конечном счете ноги «сделаны» из пищи.
ОТБОР.
Естественный отбор — основной эволюционный процесс, в результате действия которого в популяции увеличивается число особей, обладающих максимальной приспособленностью к условиям среды(наиболее благоприятными признаками), в то время, как количество особей с неблагоприятными признаками уменьшается. В свете современной синтетической теории эволюции естественный отбор рассматривается как главная причина развития адаптаций. Идея естественного отбора состоит в том, что в природе происходит отбор наиболее «удачных», «лучших» организмов, в роли «оценщика» выступает среда обитания. Отбор, как фактор эволюции действует на разных уровнях. Отбор на уровне генов и отбор на уровне фенотипов. Попытки обнаружить отбор на уровне популяции не оказались успешными. Т.е. групповой отбор не признаётся большинством учёных.