?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry Поделиться Next Entry
Эволюция теории эволюции (по Е.Кунину). Дарвин
trim_c
А не замахнуться ли нам на Вильяма нашего Шекспира?
/Берегись автомобиля/
Я готов согласиться с Михаилом Гельфандом: в процессе создания книги Логика случая мысль "А не замахнуться ли нам на Чарльза нашего Дарвина?" бродила в голове Евгения Кунина, одного из лучших в мире специалистов по сравнительной геномике.

Потому что книга, изначально задуманная как попытка популярно изложить новые идеи современной теории эволюции, получилась с одной стороны не слишком популярной, а с другой стороны - она реально претендует на "новый синтез", на комплексное изложение новой по сути теории эволюции.
Причем автор четко акцентирует принципиально новые черты новой теории, которых не было у предшественниц и принципиально нового подхода: теперь адаптивность признаков, при обретенных в ходе отбора отнюдь не есть аксиома, ее нужно доказывать, поскольку точно установлено, как много неадаптивных изменений закрепляется в ходе эволюции.

И конечно нельзя не сказать о концепции Докинза - вместо рассмотрения эволюции организмов прежде всего стоит рассматривать эволюцию отдельных генов.

После долгих колебаний, я все-таки решился изложить своим читателям основные итоги нового синтеза в понимании эволюции, следуя именно книге Кунина, поскольку по моему убеждению ей предстоит стать классикой даже в наш век несущегося прогресса в биологии, вредного для всякой классики.

Кунин, прежде чем приступить к изложению новейших концепций, изложил "этапы большого пути": "первый великий синтез" XIX века - теорию Дарвина и "второй великий синтез" ХХ века - синтетическую теорию эволюции (СТЭ).

Я предлагаю своим читателям изложение этих теорий, поскольку большинство даже вполне образованных людей теорию Дарвина представляет себе достаточно приблизительно, СТЭ в лучшем случае в некоторых фрагментах, уцелевших в памяти из школы, а современные взгляды для большинства и вовсе "покрыты неизвестным мраком", как говорил дед Щукарь.

В своем изложении я буду следовать книге Кунина, естественно сокращая и упрощая его изложение, - так что тут как раз тот случай, когда автору принадлежат только ошибки.



Дарвин

Что же такого исключительного и важного в том изменении миропонимания, которое вызвал труд Дарвина? Дарвин не открыл эволюцию (как иногда заявляют или чаще подразумевают, особенно в массовом сознании и публичных обсуждениях). Многие ученые до него, включая светил науки своего времени, были убеждены, что организмы изменяются во времени и эти изменения не случайны. У Дарвина было много предшественников в XVIII и начале XIX века.

В последующих изданиях «Происхождения…» Дарвин с присущими ему непредвзятостью и великодушием признал их вклад. Его дед, Эразм Дарвин, и знаменитый французский ботаник и зоолог Жан-Батист Ламарк (Lamarck, 1809) написали толстые фолианты об эволюции. И конечно, общеизвестно, что в то же самое время молодой современник Дарвина, Альфред Рассел Уоллес, предложил в целом идентичную концепцию эволюции и ее механизма.

Однако, несмотря на достижения всех эволюционистов более раннего периода, именно Дарвин в «Происхождении…» заложил основу современной биологии и навсегда изменил научное представление о мире. Что же определило уникальность и исключительную значимость работы Дарвина? Рассматривая его достижение спустя 150 лет, мы можем выделить три крупных обобщения:


  • Дарвин представил свой взгляд на эволюцию исключительно с позиции натуралиста и рационалиста, не привлекая к объяснению никакие телеологические силы или стремление к совершенствованию, как обычно поступали теоретики того времени.

  • Дарвин предложил конкретный, прямой и доходчивый механизм эволюции, представляющий собой взаимодействие между наследственной изменчивостью и естественным отбором, в целом описываемое как выживание наиболее приспособленных.

  • Дарвин смело расширил идеи эволюции на всю историю земной жизни, которая, как он полагал, может быть представлена величественным древом Жизни, и даже утверждал, что все существующие формы жизни происходят от единого общего предка.

Общая и обладающая огромной предсказательной силой модель эволюции, предложенная Дарвином, явилась резким контрастом к эволюционным идеям его предшественников, особенно Ламарка и Лайеля, которые рассматривали преимущественно или даже исключительно внутривидовые эволюционные изменения.

Четвертое значительное достижение Дарвина связано не столько с научным содержанием его работы, сколько с формой ее изложения. Главным образом в связи с вполне понятной срочностью, вызванной соперничеством с Уоллесом, Дарвин представил свой труд в виде небольшой и легко читаемой даже для неспециалиста книги, которая, несмотря на это, содержала скрупулезно и тщательно собранные доводы. Благодаря этим принципиальным достижениям, Дарвин не просто опубликовал очередную книгу об эволюции, но полностью изменил лицо науки.

Сразу же после публикации «Происхождения…» большинство биологов и даже просто образованная часть общества признали эту работу как заслуживающее доверие естественно-научное объяснение возникновения многообразия форм жизни, и это послужило динамичной основой для дальнейших теоретических построений. Рассматривая труд Дарвина с более отвлеченной позиции, которая является основной в этой книге, необходимо особо отметить, что Дарвин, похоже, первым обнаружил определяющее взаимодействие между случаем и направленностью (неизбежностью) в эволюции. В соответствии с идеей Дарвина, изменчивость почти полностью случайна, в то время как отбор является направленным и создает сложность.

Конечно, надо отдать должное предшественникам Дарвина – геологам и эволюционным биологам, однако Дарвин, несомненно, был первым ученым, который включил возможность эволюционных изменений (и, косвенно, происхождение) всей Вселенной в сферу явлений природы, подлежащих рациональному изучению. Другими словами, Дарвин положил начало научному изучению стрелы времени –то есть асимметричных во времени, необратимых процессов. Таким образом, он подготовил почву не только для развития биологии, но также для создания современной физики. Пожалуй, наш современник, философ Дэниел Деннет не так уж преувеличил, утверждая, что дарвиновская идея естественного отбора – величайшая идея в истории человечества (Dennett, 1996).

Чтобы продолжить обсуждение эволюции эволюционной биологии и ее преображение в век геномики, представляется необходимым кратко резюмировать основные принципы эволюции, впервые сформулированные Дарвином, затем усовершенствованные первым поколением биологов-эволюционистов и, наконец, кодифицированные в СТЭ. Мы будем возвращаться к каждому из этих ключевых моментов на протяжении всей книги.

1. Ненаправленное случайное изменение – это главный процесс, обеспечивающий материал для эволюции. Дарвин впервые показал, что случайность является основным фактором в истории жизни, и это, несомненно, было одной из его наиболее важных идей. Дарвин также признавал роль направленной, ламарковской изменчивости и в последующих изданиях «Происхождения…» склонялся даже к более весомой роли этого механизма эволюции..

2. Действие эволюции заключается в фиксации редких выгодных изменений и элиминации вредных изменений. Согласно Дарвину и СТЭ, в этом состоит процесс естественного отбора, который, наряду со случайной изменчивостью, является основной движущей силой эволюции. Естественный отбор, очевидно сходный и навеянный «невидимой рукой» рынка, которая, по теории Адама Смита, управляет экономикой, был первым из когда-либо предложенных механизмов эволюции, который был прост и правдоподобен и не требовал изначально мистического подхода. Таким образом, это вторая ключевая идея Дарвина.

3. Полезные изменения, закрепляемые естественным отбором, бесконечно малы (в современной терминологии, эволюционно значимые мутации обладают бесконечно малым влиянием на приспособленность), поэтому эволюция происходит путем постепенного накопления этих слабых изменений. Дарвин был убежден, что в основе его теории лежит строгий градуализм: «Естественный отбор действует только путем сохранения и кумулирования малых наследственных модификаций, каждая из которых выгодна для сохраняемого существа… Если бы возможно было показать, что существует сложный орган, который не мог образоваться путем многочисленных последовательных слабых модификаций, моя теория потерпела бы полное крушение»

4. Униформизм (термин был заимствован Дарвином из геологии Лайеля) – это один из аспектов классической эволюционной биологии, который связан, но в то же время отличается от принципиального градуализма. Это убеждение, что эволюционные процессы не изменялись по существу на всем протяжении истории жизни.

5. Следующий ключевой принцип логически связан с градуализмом и униформизмом: макроэволюция(происхождение видов и высших таксонов) управляется теми же механизмами, что и микроэволюция(эволюция внутри вида). Дарвин не пользовался терминами микроэволюцияи макроэволюция;тем не менее достаточность внутривидовых процессов для объяснения происхождения видов и, в более широком плане, всей эволюции жизни можно считать центральной аксиомой Дарвина (или, возможно, фундаментальной теоремой, такой, однако, для которой у Дарвина не было даже и намека на доказательство).

6. Эволюцию жизни можно адекватно представить в виде «огромного дерева». Концепция единого древа жизни имеет следствие, которое заслуживает статуса отдельного принципа: существующее в настоящее время разнообразие форм жизни произошло от общего предка (или нескольких форм-предшественников, в соответствии с осторожной формулировкой Дарвина в главе 14)

Конечно, эволюционное учение Дарвина со времени публикации «Происхождения…» и по меньшей мере до конца XIX века сталкивалось с острыми проблемами, всерьез беспокоившими Дарвина и на тот момент казавшимися непреодолимыми большинству ученых.

Во-первых, значительную трудность представляло собой определение возраста Земли, который во времена Дарвина был существенно занижен. Даже не принимая во внимание религиозные мифы о сотворении мира, наиболее точно возраст Земли, по мнению физиков XIX века (в частности, лорда Кельвина), оценивался в 100 миллионов лет. Такого промежутка времени было явно недостаточно для эволюции жизни в том виде, в каком ее представил Дарвин, то есть путем постепенного накопления небольших изменений. В целом, действительно, 100 миллионов лет очень мало для эволюции жизни в ее нынешнем многообразии, хотя никто в XIX веке не мог количественно оценить скорость дарвиновской эволюции. Эта проблема разрешилась спустя 20 лет после смерти Дарвина.

Во-вторых, еще больше вопросов вызывали механизмы наследственности и так называемый кошмар Дженкина. Так как во времена Дарвина еще не существовало теории дискретных наследственных детерминант (кроме малоизвестных статей Менделя), то было неясно, каким образом полезное благоприобретение может сохраниться в поколениях и закрепиться в эволюционирующей популяции, не растворяясь и не теряясь.


/Кунин рассчитывает на весьма подготовленного читателя. Возражение инженера Дженкина было простым и по-настоящему убийственным. Представим, что у некоего самца возникло случайным образом некое полезное изменение. Т.к. полезные изменения есть вообще редкое явление, шансы этого самца встретить самку с аналогичным полезным изменением практически равны нулю. Значит его дети получат лишь половину этого полезного изменения, которое и без того невелико (градуализм), внукам достанется только четверть полезного изменения. И таким образом полезное изменение очень быстро растворится в поколениях, и отбору просто не с чем будет работать. Отсюда Дженкинс выводил невозможность получать полезные усовершенствования вида путем случайных изменений и естественного отбора/

Третья проблема, которую Дарвин полностью осознавал и блестяще исследовал, –это эволюция сложных структур ( органов, по терминологии Дарвина), для работы которых необходимо соединение множества частей. Такие сложные органы представляли собой классическую головоломку для эволюционной биологии, которая в XX веке была выразительно названа неупрощаемой сложностью. Конечно, сразу непонятно, как может происходить эволюция таких органов путем естественного отбора, если считать, что отдельные части органа или «частично укомплектованный» орган не функциональны. Дарвин решительно обратился к этой проблеме в одном из самых известных отрывков «Происхождения…», сценарии эволюции глаза. Он предложил логически безупречное, убедительное и неординарное решение: Дарвин предположил, что эволюция сложных органов идет через серию промежуточных стадий, каждая из которых частично выполняет функцию развивающегося сложного органа. Таким образом, эволюция глаза, по Дарвину, начинается с простого светочувствительного участка, через примитивные постепенно усложняющиеся структуры, подобные глазу, к полноценным, функциональным сложным глазам членистоногих и позвоночных. Необходимо отметить, что примитивные светочувствительные структуры, похожие на те, существование которых предположил Дарвин исходя из общих предположений, были впоследствии обнаружены, что по крайней мере частично подтверждает его сценарий и показывает, что в этом случае неупрощаемость сложной структуры иллюзорна.

Однако, несмотря на убедительность схемы, предложенной Дарвином, к ней следует относиться трезво, как к частично подтверждаемому, но все же гипотетическому сценарию эволюции одного конкретного органа. Предположение Дарвина показало одну из возможных траекторий эволюции сложной структуры, но не решило главную проблему в целом.

Четвертый сложный вопрос дарвинизма является и самым глубоким. Эта главная проблема имеет непосредственное отношение к названию книги Дарвина и к подразумеваемой основной ее теме, то есть к происхождению видов, и, в общем смысле, к крупным эволюционным событиям, которые в настоящее время носят собирательное название макроэволюция. В значительном отрыве от названия книги те неоспоримые примеры эволюции, которые представил Дарвин, относились к возникновению новых внутривидовых различий, а не новых видов, не говоря уже о новых таксонах более высокого уровня. Эта проблема сохранялась долго после смерти Дарвина и существует даже сейчас, хотя частично она была решена сначала прогрессом палеонтологии, затем развитием теории видообразования при поддержке биогеографических данных, а затем, наиболее убедительно, сравнительной геномикой.

К чести Дарвина и в отличие от критиков эволюции по сей день, он твердо стоял на своем перед лицом всех трудностей, благодаря своей непоколебимой вере в то, что, несмотря на возможные пробелы в его теории, ей нет никакой разумной альтернативы.

Завершая эту статью, отмечу Кунина четкость в выделении основных идей схемы Дарвина. Я крайне сомневаюсь, чтобы непрофессионал, которому казалось, что он прекрасно осведомлен о теории эволюции вообще и вкладе Дарвина в частности сумел бы точно сформулировать те шесть принципов, которые отчетливо выделяет Кунин.
В лучшем случае публика знает три слова: наследственность, изменчивость, естественный отбор - и тем удовлетворяется.

Однако без четких формулировок состояния прежних теорий невозможно оценить тех поистине грандиозных изменений, какие принес новый синтез
Метки:


  • 1
В конце концов выяснится, что изыскания безбожников тщетны и построены на заблуждениях, что и приведет их к крушению всех их теорий.

Господь Бог

Многим наверное и деда Щукаря придется "гуглить".


В детстве читал интересный научно-популярный рассказ под названием "Почему лиса рыжая". Советского математика попросили проконсультировать группу занимающуюся изучением эволюции, ему пришлось глубоко вникнуть в проблему, так что он впоследствии сменил сферу деятельности и стал известным эволюционистом, показав почему лиса все же рыжая.

Здравствуйте! Ваша запись попала в топ-25 популярных записей LiveJournal для Украины. Подробнее о рейтинге читайте в Справке.

  • 1