В этой статье кратко простым языком описаны особенности знаменитой теории самого известного английского натуралиста и путешественника 19-го века Чарльза Дарвина, и о том, как он работал над своей теорией, какие доказательства эволюции приводил и что изменилось в его взглядах к концу жизни.
Путь Дарвина к своей итоговой версии теории – очень долгая история. Как известно, он опубликовал свою книгу «Происхождение видов» только в 1859 году, когда ему самому уже было около 50 лет. А первые идеи на эту тему стали появляться у него в голове гораздо раньше, на их обдумывание и размышления ушло больше 20 лет. Его взгляды формировались еще во времена плавания в кругосветном путешествии на корабле «Бигль». Вообще, эволюционные идеи появились до Чарльза, было много предшественников, таких как Ламарк.
Основной вклад в науку эволюционного учения Дарвина состоит в том, что в нём убедительно показан сам факт постепенных эволюционных изменений, что виды способны постепенно меняться, превращаться в другие, дивергировать, делиться на дочерние виды, но это обстоятельство само по себе не было новым словом в науке. Главная заслуга Дарвина в том, что он заложил простой и убедительный механизм эволюционных изменений.
Например, в теории Ламарка предлагался правдоподобный механизм, который позже не подтвердился, но на том этапе развития науки безусловно имел право на существование. Это результаты упражнения\неупражнения органов и результат наследования приобретенных признаков. Но как мы теперь знаем, в таком виде эти процессы не протекают. К примеру, появление новых органов такой механизм не объяснял, так как нечего было упражнять, пока нет самого органа.
И для того чтобы объяснить появление принципиально новых вещей в ходе эволюции, Ламарку пришлось постулировать некую дополнительную силу, назвав её «стремлением организма к совершенствованию». Такого в действительности нет, «рояль в кустах» и притягивание лишних сущностей выглядит неудачным и неубедительным.
Дарвин в отличие от своего коллеги понял, что должен существовать естественный механизм эволюционного развития организмов, не требующий привлечение дополнительных субстанций, который просто должен быть в силу того, что существует наследственность и изменчивость. Стоит отметить, что в те времена еще никто не знал принципов и природы наследственности, и учёным и исследователям приходилось в этом вопросе гадать и тыкать пальцем в небо.
Если существует наследственность и более-менее случайная вариабельность признаков организма, и эти наследственные признаки отражаются на шансах выживания и эффективности размножения, то автоматически, самопроизвольно должен идти процесс, который Чарльз назвал естественным отбором, то есть организмы с одними наследственными вариациями будут оставлять больше потомства, а с другими соответственно меньше. Таким образом автоматически будут размножаться именно те признаки, которые способствуют лучшему выживанию и размножению.
По мысли Дарвина, в природе должен сам по себе идти процесс, аналогичный ситуации в голубятне у голубевода, выводящего новые породы голубей, только в данном случае направление отбора задаётся желанием человека, то есть селекционера, а в природе это направление задаёт она сама за счет того, что одни особи оставляют больше потомства, а другие меньше в силу своих наследственных различий.
Это было просто и понятно для любого англичанина того времени, так как джентльмены тогда всерьез увлекались селекцией, выводили новые породы животных: собак, птиц, лошадей и т. д. И все знали, что путём селекции можно с лёгкостью менять признаки организмов, выводить новые породы и сорта.
Поэтому Дарвин и назвал это явление термином natural selection. Благодаря селекционной науке больше не требуются (откройте ссылку, статья очень важная!).
Изменилось ли наше представление о естественном отборе с развитием науки за последнее время? Появились ли существенные изменения с эпохи Дарвина и стали ли мы его лучше понимать?
Безусловно, наука за последние 150 лет проделала огромный путь. С одной стороны, человечество стало детальнее и точнее понимать эволюционный процесс, накопился огромный массив исследований и фактов, что позволило конкретизировать и улучшить имевшиеся знания.
С другой стороны, современные биологи не устают поражаться тому, насколько много Чарльзу удалось угадать, ещё в то время не имея представлений о генетике и физической природе наследственности.
Развитие генетики привнесло в теорию эволюции множество важных открытий, в следствие чего в 40-х годах прошлого века появилась синтетическая теория эволюции, или еще как её называют современный эволюционный синтез. Эта теория образовалась на стыке генетики и дарвинизма, дополнившись новейшими данными из смежных дисциплин: палеонтологии, молекулярной биологии, систематики и прочих.
Об этом мы и поговорим в следующей статье таким же простым языком.
Видео по теме дарвинизма:
Свой взгляд на эволюцию и его научное обоснование английский ученый-естествоиспытатель Чарльз Дарвин изложил в труде под названием «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение пород в борьбе за жизнь», вышедшем в 1859 году, спустя полвека после публикации эволюционной теории биолога Жана Батиста Ламарка. Что представляют собой идеи Дарвина?
Эволюционная теория Дарвина, дарвинизм - это целостное учение о развитии органического мира. Она охватывает больше количество вопросов и проблем, главные из которых: доказательство эволюции и выявление ее движущих сил , определение свойств и закономерностей эволюции .
Основной стимул, сильно ускоривший публикацию Дарвином труда об эволюции - работа его соотечественника Альфреда Рассела Уоллеса, который независимо пришел к очень близким идеям и выводам.
Уоллес признал приоритет Дарвина, так как последний исследовал вопросы эволюции более глубоко и привел большее количество доказательств.
Основная заслуга Дарвина - выбор правильной схемы для изучения факторов эволюции и успешное разрешение вопроса о движущих силах эволюции: борьбе за существование и естественном отборе.
Основные принципы теории Дарвина
Все виды имеют свой размах индивидуальной изменчивости по физиологическим, поведенческим, морфологическим и другим признакам. Изменчивость существует всегда, имея лишь разный количественный и качественный состав.
1. Размножение живых организмов происходит в геометрической прогрессии. В силу ограниченности ресурсов между видами и особями идет борьба за существование.
2. Выживают и дают потомство те виды, у которых появляются отклонения, адаптивные к создавшимся условиям среды.
3. Отклонения возникают случайно, их имеют немногие особи, однако потомки таких особей выживают и преимущественно размножаются - именно этот процесс ученый назвал естественным отбором .
4. Естественный отбор со временем приводит к дивергенции признаков и образованию новых видов.
5. Результаты эволюции: приспособленность организмов и появление новых видов в природе.
6. Итак, главные движущие силы эволюции - это естественный отбор, борьба за существованием и наследственная изменчивость.
Дарвин установил механизм эволюции и объяснение многообразия видов живых существ.
Ученый доказал, что данный механизм есть постепенный естественный отбор случайных, ненаправленных наследственных изменений.
Взаимосвязь движущих сил эволюции
В природе постоянно наблюдается наследственная изменчивость. Например, муравьи умеют отличать особей своего вида, живущих в другом муравейнике - они, конечно, близки и похожи, но под влиянием наследственных изменений уже немного другие. Организмы вступают в жизнь с новыми изменениями в признаках и начинают борьбу за существование. Ее результатом всегда является естественный отбор.
Существует 3 вида борьбы за существование.
Дарвин также определил, почему одни особи гибнут, а другие выживают. В силу постоянной изменчивости в каждом поколении появляется неоднородность и неравноценность особей, то есть их разнокачественность. В результате борьбы за существование выживают особи с наиболее конкурентоспособным набором признаков. Таким образом, избирательно уничтожаются наименее приспособленные особи - происходит естественный отбор.
Результаты эволюции по Чарльзу Дарвину
1. Появление защитной окраски.
2. Появление предупреждающей окраски.
3. Развитие способности к мимикрии.
4. Дивергенция (расхождение) признаков между уже существующими и новыми видами. Многообразие видов живых организмов.
Итак, основные выводы, следующие из эволюционной теории Дарвина.
1. Особи любого вида обладают наследственной изменчивостью.
2. Внутри вида количество потомства очень высоко, а количество необходимых ресурсов ограничено.
3. Это приводит к борьбе за существование и, как следствие, к естественному отбору - выживанию и размножению самых приспособленных особей и видов.
4. В результате естественного отбора появляются новые виды и механизмы приспособления, носящие относительный характер.
Более подробно ознакомиться с темой можно в процессе просмотра видео- и онлайн-лекций автора данных курсов по биологии.
Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда -В 1859 году был опубликован труд английского естествоиспытателя Чарльза Дарвина – «Происхождение видов». С тех пор эволюционная теория является ключевой в объяснении законов развития органического мира. Ее преподают в школах на уроках биологии, и даже некоторые церкви признали ее состоятельность.
Что такое теория Дарвина?
Теория эволюции Дарвина – это концепция о том, что все организмы происходят от общего предка. Она подчеркивает натуралистическое происхождение жизни с изменением. Сложные существа эволюционирует от более простых, на это требуется время. В генетическом коде организма происходят случайные мутации, полезные сохраняются, помогая выживать. Со временем они накапливаются, и результат – другой вид, не просто вариация оригинала, а совершенно новое существо.
Основные положения теории Дарвина
Теория Дарвина о происхождении человека включена в общую об эволюционном развитии живой природы. Дарвин считал, что Homo Sapiens произошел от нижестоящей формы жизни и имеет общего предка с обезьяной. К его появлению привели те же законы, благодаря которым появились другие организмы. В основе эволюционной концепции лежат следующие принципы:
- Перепроизводство . Видовые популяции остаются стабильными, потому что небольшая часть потомства выживает и размножается.
- Борьба за выживание . Дети каждого поколения должны соревноваться, чтобы выжить.
- Приспособление . Адаптация - унаследованная черта, которая увеличивает вероятность выживания и размножения в определенной среде.
- Естественный отбор . Окружающая среда «выбирает» живых организмов с более подходящими чертами. Потомство наследует лучшее, и вид совершенствуется для конкретной среды обитания.
- Видообразование . На протяжении поколений постепенно нарастают полезные мутации, а плохие исчезают. Со временем накопленные изменения становятся так велики, что в результате получается новый вид.
Теория Дарвина – правда или вымысел?
Эволюционная теория Дарвина – предмет многочисленных споров уже на протяжении многих веков. С одной стороны, ученые могут рассказать, какими были древние киты, но с другой - им не хватает ископаемых доказательств. Креационисты (приверженцы божественного происхождения мира) воспринимают это как доказательство, что эволюции не было. Они издеваются над идеей, что когда-либо существовал сухопутный кит.
Амбулоцетус
Доказательства теории Дарвина
К радости дарвинистов, в 1994 году палеонтологи нашли ископаемые останки амбулоцетуса, ходящего кита. Перепончатые передние лапы помогали ему передвигаться по суше, а мощные задние и хвост – ловко плавать. В последние годы находят все больше останков переходных видов, так называемых «пропавших звеньев». Так, теория Чарльза Дарвина о происхождении человека была подкреплена находкой останков питекантропа, промежуточного вида между обезьяной и человеком. Помимо палеонтологических есть и другие доказательства эволюционной теории:
- Морфологические – согласно дарвиновской теории каждый новый организм не создается природой с нуля, все происходят от общего предка. Например, сходное строение лап крота и крыльев летучей мыши не объясняется с точки зрения полезности, вероятно, они получили его от общего предка. Сюда же можно отнести пятипалые конечности, схожее ротовое строение у разных насекомых, атавизмы, рудименты (органы, утратившие значение в процессе эволюции).
- Эмбриологические – у всех позвоночных наблюдается огромное сходство зародышей. У человеческого детеныша, пробывшего в утробе один месяц, присутствуют жаберные мешки. Это свидетельствует о том, что предки были водными жителями.
- Молекулярно-генетические и биохимические – единство жизни на уровне биохимии. Если бы все организмы не происходили от одного предка, они бы имели собственный генетический код, но ДНК всех существ состоят из 4 нуклеотидов, а их в природе свыше 100.
Опровержение теории Дарвина
Теория Дарвина недоказуема – только этого момента достаточно для критиков, чтобы подвергнуть сомнению всю ее состоятельность. Никто никогда не наблюдал макроэволюции – не видел, как один вид преобразовался в другой. И вообще, когда хоть одна обезьяна уже превратится в человека? Этим вопросом задаются все сомневающиеся в верности доводов Дарвина.
Факты, опровергающие теорию Дарвина:
- Исследования показали, что планете Земля примерно 20-30 тысяч лет. Об этом в последнее время говорят многие геологи, изучающие количество космической пыли на нашей планете, возраст рек и гор. Эволюция по Дарвину же занимала миллиарды лет.
- У человека 46 хромосом, а у обезьяны – 48. Это никак не укладывается в идею о том, что человек и обезьяна имели общего предка. «Растеряв» хромосомы по пути от обезьяны, вид не мог эволюционировать в разумный. За последние несколько тысяч лет не один кит не вышел на сушу, и не одна обезьяна не превратилась в человека.
- Природная красота, к которой, например, антидарвинисты относят павлиний хвост, не имеет ничего общего с полезностью. Была бы эволюция – мир населяли бы монстры.
Теория Дарвина и современная наука
Эволюционная теория Дарвина увидела свет, когда ученые еще ничего не знали о генах. Дарвин наблюдал закономерность эволюции, но не знал о механизме. В начале XX века начинает развиваться генетика - открывают хромосомы и гены, позже расшифровывают молекулу ДНК. Для одних ученых теория Дарвина опровергнута – строение организмов оказалось более сложным, а количество хромосом у человека и обезьян - разным.
Но сторонники дарвинизма заявляют, что Дарвин никогда и не говорил о том, что человек произошел от обезьяны – они имеют общего предка. Открытие генов для дарвинистов дало толчок развитию синтетической теории эволюции (включение генетики в теорию Дарвина). Физические и поведенческие изменения, которые делают возможным естественный отбор, происходят на уровне ДНК и генов. Такие изменения называются мутациями. Мутации - это сырье, на котором эволюция действует.
Теория Дарвина – интересные факты
Теория эволюции Чарльза Дарвина – это труд человека, который, отказавшись от профессии врача из-за , пошел изучать богословие. Еще несколько любопытных фактов:
- Фраза «выживает сильнейший» принадлежит современнику и единомышленнику Дарвина – Герберту Спенсеру.
- Чарльз Дарвин не только изучал экзотические виды животных, но и обедал ими.
- Англиканская церковь официально извинилась перед автором теории эволюции, правда через 126 лет после его смерти.
Теория Дарвина и христианство
На первый взгляд, суть теории Дарвина противоречит божественному мирозданию. В свое время религиозная среда восприняла враждебно новые идеи. Сам Дарвин в процессе работы перестал быть верующим. Но сейчас многие представители христианства пришли к выводу, что может быть реальное примирение – есть те, кто имеет религиозные убеждения и не отрицает эволюцию. Католическая и англиканская церкви приняли теорию Дарвина, объяснив, что Бог как создатель дал толчок началу жизни, а после она развивалась естественным образом. Православное крыло по прежнему недружелюбно к дарвинистам.
Еще с древних времен разные ученые и мыслители строили догадки о том, откуда появился человек. Теория Дарвина о происхождении человека от обезьяны была одной из таких гипотез. Она же и является на сегодняшний день единственной теорией , которую признают ученые всего мира.
Вконтакте
История
Гипотеза происхождения человека была разработана Чарльзом Дарвином на основе результатов многолетних исследований и наблюдений. В знаменитых своих трактатах, написанных в 1871-1872, ученый утверждает, что человек – является частью природы. И соответственно – это не исключение из основных правил эволюции органического мира.
Ч. Дарвин используя главные положения теории эволюции, смог решить проблему с происхождением человечества. В первую очередь доказав родство человека с нижестоящими, в эволюционном плане, предками. Так, человечество было внесено в общий эволюционный механизм живой природы, который протекает на уже миллионы лет.
«Человек произошёл от обезьяны» — сказал Дарвин. Но он не первый предположил подобное. Идея о близком родстве человека и обезьян ранее развивалась другими учеными, к примеру, Джеймсу Бёрнетту, который в XVIII веке трудился над теорией эволюции языка.
Чарльз Дарвин провел огромную работу по сбору сравнительно-анатомических, эмбриологических данных, которые указывали на точное родство людей и обезьян.
Ученый обосновывал идею об их родстве, предположив наличие общего предка, от какого произошел человек и другие виды обезьян. Это и была основа для появления симиальной (обезьяней) теории.
Данная теория утверждает что, современные люди и приматы произошли от общего предка, который жил в «Неогеновом периоде» и являлся древним обезьяноподобным существом. Это существо было названо «недостающим звеном». Позже немецкий биолог Эрнст Геккель дал данной промежуточной форме название «питекантроп» . А в конце XIX века голландский антрополог Эжен Дюбуа обнаружил на острове Ява останки человекообразного существа. Ученый назвал его прямоходящим питекантропом.
Данные существа были первыми «промежуточными формами» обнаруженные антропологами. Благодаря этим находкам теория эволюции человека начала обретать большую доказательную базу. Ведь со временем, в следующем столетии были сделаны и другие открытия в антропогенезе.
Происхождение человека
История человечества началась давным-давно, многие миллионы лет назад – и до сих пор не завершилась . Ведь люди далее продолжают развиваться и изменятся, со временем приспосабливаясь к условиям внешней среды.
Чарльз Дарвин утверждал, что между живыми организмами существует постоянная конкуренция (борьба за выживание). Она характеризуется в противостоянии между разными видами животных. В результате такого естественного отбора, выжить могут только те особи, которые лучше всего приспосабливаются к условиям внешней среды.
К примеру, большой и быстрый хищник (волк) имеет больше преимущества над своими собратьями. Из-за чего он может лучше добывать пищу, и соответственно его потомство будет иметь больше шансов на выживание, чем потомство хищника с меньшими показателями скорости и силы.
Эволюция человека – довольно сложная наука. Чтобы понять, как человек эволюционировал из обезьяны, вернемся в древние времена. Это миллионы лет назад, когда жизнь только начала формироваться.
Жизнь зародилась миллионы лет назад в океане. В самом начале это были микроорганизмы способные к размножению. Живые организмы долгое время развивались и совершенствовались. Начали появляться новые формы: многоклеточные организмы, рыбы, водоросли и другая морская флора и фауна.
После чего живые существа начали осваивать другие места обитания, постепенно выходя на сушу. Причин тому, что некоторые виды рыб начали выходить на поверхность, может быть, множество, начиная с банальной случайности и заканчивая сильной конкуренцией.
Таким образом, в мире появился новый класс существ – земноводные. Это существа, которые могли жить и развиваться как в воде, так и на суше. Спустя миллионы лет естественный отбор способствовал тому, что на суше оставались только наиболее приспособленные представители земноводных.
Позже они давали все больше и больше потомства, которое было лучше приспособлено к жизни на суше. Возникли новые виды животных – рептилии, млекопитающие и птицы.
За миллионы лет естественный отбор способствовал выживанию только тех существ, которые были наиболее приспособленными к условиям среды. Из-за этого многие популяции живых организмов не сохранились до наших дней, оставив после себя только более приспособленных потомков.
Одними из таких исчезнувших видов стали динозавры. Ранее они были хозяевами планеты. Но из-за природных катаклизмов динозавры не смогли приспособиться к резко изменившимся тяжелым условиям жизни. Из-за чего от динозавров до наших дней остались только птицы и рептилии.
Пока динозавры оставались главенствующим видом, млекопитающие представляли из себя только несколько пород размером не больше современных грызунов. Именно маленькие размеры и неприхотливость к пище помогли млекопитающим выжить в тех ужасных катаклизмах, которые погубили более 90% живых организмов.
Спустя тысячелетия, когда погодные условия на земле стабилизировались, а извечные конкуренты (динозавры) исчезли, млекопитающие начали больше размножатся. Таким образом, на земле начали появляться все новые и новые виды живых существ, теперь уже относящихся к млекопитающим.
Одними из таких существ и были предки обезьян и людей. Согласно множеству исследований, в основном, данные существа проживали в лесах, прячась на деревьях от более крупных хищников. Из-за влияния различных факторов, таких как изменение погодных условий (леса уменьшались в размерах, а на их месте появлялись саванны), предки людей привыкшие жить на деревьях, приспособились к жизни в саванне. Это привело к активному развитию головного мозга, прямохождения, уменьшения волосяного покрова и т.д.
Спустя миллионы лет под влиянием естественного отбора выживали только наиболее приспособленные группы. За это время эволюцию наших предков можно условно разделить на несколько периодов:
- Австралопитеки 4,2 млн. лет назад – 1,8 млн. лет назад;
- Человек умелый 2,6 млн. лет назад – 2,5 млн. лет назад;
- Человек прямоходящий 2 млн. лет назад – 0,03 млн. лет назад;
- Неандертальцы 0.35 млн. лет назад – 0,04 млн. лет назад;
- Человек разумный 0.2 млн. лет назад – современность.
Внимание! Многим людям довольно сложно понять теорию эволюции и основные эволюционные механизмы из-за неправильной трактовки понятия «исчезновение вида». Они воспринимают данный термин буквально, и считают, что «исчезание» это моментальное действие, которое происходит на протяжении короткого промежутка времени (максимум в пару лет). На самом же деле процесс вымирания вида и появления следующего может происходить на протяжении в несколько десятков, а иногда и сотни тысяч лет.
Из-за такого непонимания эволюционных процессов, вопрос о происхождении человека долгое время был одной из самых тяжелых загадок
для биологов.
А первые предположения о происхождении от человекообразных обезьян и вовсе подвергались сильной критике.
Сейчас все научное сообщество согласно с мнением о том, что человек произошел от обезьяны.
Причиной тому служит отсутствие сколь-нибудь доказуемых и правдоподобных альтернативных теорий.
Предки человека
Антропология – это наука изучающая происхождение человека. На сегодняшний день она накопила огромное количество данных и фактов позволяющих определить древних предков человечества. Среди наших непосредственных предков выделяют:
- Неандертальцев;
- Гейдельрбергского человека;
- Питекантропов;
- Австралопитеков;
- Ардопитеков.
Важно! За последнее столетие антропологи по всему миру находили останки предков человека. Многие из экземпляров были в хорошем состоянии, а от некоторых остались только маленькие косточки или вовсе один зуб. Ученые смогли определить, что эти останки принадлежат разным видам именно благодаря тестированию.
У большинства наших предков имелись особенные черты, более приближавшие их к обезьянам, а не к современным людям. Особенно выделяются выдающиеся вперед надбровные дуги, большая нижняя челюсть, иное строение тела, густой волосяной покров и т.д.
Также следует обратить внимание на различие между объемом мозга у современного человека и его предков: неандертальцев, питекантропов австралопитеков и т.д.
У большинства представителей наших предков мозг был не настолько большим и развитым , как у современных людей XXI века. Единственные, с кем мы могли бы соперничать – это неандертальцы. Ведь у них средний объем, мозга был больше. Развитие и способствовало его росту.
Ученые все еще спорят о том, кого из наших предков можно отнести к представителям человечества, а кого еще к обезьянам. При этом некоторые ученые относят, к примеру, питекантропов к человеку, а других — к обезьянам. Точную грань провести довольно сложн о. Из-за этого однозначно сказать, когда же древняя обезьяна превратилась в человека, невозможно. А соответственно, пока затруднительно определить от какого именно нашего предка можно начинать историю человека.
Доказательства
Теории, подтверждающей происхождение человека от обезьяны, на сегодняшний день уже больше 146 лет. Но все равно остаются те, кто не готов принять факт, родства с другими животными, и, в частности, с приматами. Они отчаянно сопротивляются и ищут другие «правильные» теории.
За это столетие наука не стояла на месте, и находила все больше фактов происхождения человека от древних приматов. Поэтому отдельно следует кратко рассмотреть того, что человек произошел от обезьяны , и в древности у нас были общие предки:
- Палеонтологические. Раскопки по всему миру находят останки современного человека (homo sapiens) только в период от 40 000 лет до н.е. и до современности. В более ранних породах, останки homo sapiens не встречаютс я. Вместо этого археологи находят неандертальцев, австралопитеков, питекантропов и т.д. Таким образом, на «временной шкале» видно, что чем дальше отправляться в прошлое, тем более примитивные версии человека можно обнаружить, но не наоборот.
- Морфологические. Человек и другие приматы это единственные в мире существа, у которых голова покрыта не шерстью, а волосами, на пальцах растут ногти. Морфологическое строение внутренних органов человека ближе всего к таковому у приматов. Также нас сближает плохое, по меркам животного мира, обоняние и слух.
- Эмбриональные. Человеческие эмбрионы проходят все эволюционные этапы. У зародышей развиваются жабры, растет хвост и тело покрывается шерстью. Позже эмбрион приобретает черты современного человека. Но у некоторых новорожденных могут встречаться атавизмы и рудиментарные органы. К примеру, у человека может расти хвост, или все тело может быть покрыто шерстью.
- Генетические. С приматами нас роднят гены. Спустя миллионы лет человека отличается от шимпанзе (самых близких по родству приматов) на 1.5%. Также общие у человека и шимпанзе ретровирусные инвазии (РИ). РИ – это неактивный генетический код вируса, внедренный в геном существа. РИ прописывается совершенно в любом из участков генома, из-за чего вероятность того, что один и тот же вирус запишется в одинаковом месте ДНК у совершенно разных животных, очень низкая. У человека и шимпанзе таких общих РИ насчитывается около 30 000. Наличие данного факта является одним из самых главных доказательств родства человека с шимпанзе. Ведь вероятность случайного совпадения не возникает сомнений насчет того, что Человек произошел именно от древних обезьян.
А. РУБЦОВ, канд. биол. наук.
В 2009 году весь мир отмечает 200-летие основоположника теории эволюции Чарльза Дарвина и 150-летие выхода в свет его труда «О происхождении видов». Естественно-научные музеи мира взяли на себя непростой труд по популяризации учения английского учёного, к которому по сей день отношение в обществе неоднозначно. Именно нехватка информации, понятной и доступной широкой публике, - одна из причин нелёгкой судьбы теории эволюции, ставшей основой современной биологии. В июле 2008 года на нашем портале состоялось интернет-интервью, в котором заведующий научно-исследовательским отделом эволюции Государственного Дарвиновского музея кандидат биологических наук Александр Сергеевич Рубцов ответил на вопросы посетителей сайта, касающиеся теории эволюции. Журнальный вариант этого интервью мы предлагаем вниманию читателей.
Наука и жизнь // Иллюстрации
По современным критериям обыкновенная и белошапочная овсянки должны считаться одним видом: они не отличаются по митохондриальной ДНК, а в зоне их совместного обитания часто можно встретить гибридов.
Арабская говорушка - самый обычный обитатель аридных субтропиков Ближнего Востока. Семейная группировка говорушек помимо размножающейся пары может включать до 15 «помощников».
Дом в Доуне, где Чарльз Дарвин жил в течение 40 лет (с 1842 по 1882 год).
«Меховые этикетки» в зале «Зоогеография» Государственного Дарвиновского музея.
Каково современное состояние теории эволюции, каковы её проблемные точки?
Если в двух словах, то эволюционная теория составляет теоретический базис всей современной биологии. Как справедливо заметил один из основателей современной синтетической теории эволюции Феодосий Григорьевич Добржанский, «ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции». Возьмите хотя бы школьный учебник - там вся сравнительная анатомия описывается с позиций, что земноводные произошли от рыб, рептилии - от земноводных и т.д. Собственно, до дарвиновской теории биология как самостоятельная наука не существовала: чтобы изучать биологию, надо было получать либо медицинское, либо богословское образование.
Как и в любой науке, в теории эволюции гораздо больше вопросов, чем ответов. Синтетическая теория эволюции, объединяющая достижения генетики и классического дарвинизма, была создана 80 лет назад. Для всех биологов-эволюционистов сейчас очевидно, что она устарела, и многие факты не находят своего объяснения. Все говорят о необходимости нового синтеза, который бы объединил достижения палеонтологии, эмбриологии, зоопсихологии и других отраслей биологии, не учитываемые современной эволюционной теорией в полной мере. Но даже если третий синтез произойдёт (первым синтезом историки биологии называют дарвиновскую теорию), то, очевидно, он не решит всех проблем и поставит новые вопросы - такова специфика науки. Чтобы не быть голословным, обозначу несколько проблем, актуальных для современной эволюционной теории. Сразу хочу сказать, что это просто иллюстрация, а не критический обзор.
Один из проблемных вопросов: как образуются новые виды? Хотя Дарвин и назвал свой труд «Происхождение видов», он, как скрупулёзно последовательный учёный, честно признался, что вопрос, как из одного предкового вида образуются два новых, далёк от своего окончательного решения. Эти слова актуальны и поныне. Очевидно, что основным свойством вида, позволяющим ему существовать в качестве целостной автономной единицы в экосистеме, является его нескрещиваемость с другими видами, или, выражаясь научным языком, репродуктивная изоляция. Она обеспечивается системой изолирующих механизмов, куда входят: различия между местообитаниями близкородственных видов, брачной окраски и несходство брачных ритуалов, нежизнеспособность и бесплодность межвидовых гибридов. Становление изолирующих механизмов и является основным этапом процесса видообразования. На начальных стадиях видообразования ареал предкового вида в силу каких-либо внешних причин разделяется на несколько популяций, отделённых одна от другой географическими преградами на протяжении многих тысячелетий. В изолированных популяциях накапливаются морфологические и поведенческие различия, которые впоследствии могут выступать в качестве изолирующих механизмов. Через некоторое время изолированные популяции могут вступить во вторичный географический контакт. Если в зоне контакта возникнет гибридизация, то гибриды должны быть менее жизнеспособны, чем родительские формы, из-за накопившихся между ними (родительскими формами) генетических различий. Естественный отбор будет способствовать выработке изолирующих механизмов и снижению уровня гибридизации. Через некоторое время гибридизация прекратится, и процесс видообразования завершится. Так предсказывает теория. На практике же гибриды оказываются вполне жизнеспособными и плодовитыми, а гибридные популяции - процветающими на протяжении длительного времени. И это между такими формами, которые по уровню генетических различий, определяемому с помощью современных методов ДНК-диагностики, безусловно, являются самостоятельными видами. Как показали молекулярно-генетические исследования, гибридизация может приводить к вторичному генетическому сходству гибридизирующих видов даже за пределами зоны контакта, практически не затрагивая их внешний облик - фенотип. И как тут быть с теорией? И с критериями вида?
Дарвин писал свою основную книгу «Происхождение видов путём естественного отбора» как краткое изложение более общего труда, который так и не был им написан. И естественный отбор он считал основным, но, возможно, не единственным фактором эволюции. Может быть, стоит вернуться к этому замечанию Дарвина и подумать, какие ещё возможны факторы эволюции помимо отбора. В качестве такового можно назвать кооперацию. Действительно, все живые организмы стремятся к обществу себе подобных, хотя бы временно - во время размножения и выведения потомства. Нередко кооперация приводит к устойчивым социальным группировкам с иерархической структурой. В ходе эволюции интеграция социальной группировки способна зайти так далеко, что её члены уже не смогут существовать отдельно от группы, а весь социум придётся рассматривать как единый сверхорганизм. Как ни парадоксально звучит, но без кооперации жизнь на Земле не развилась бы дальше бактерий. Для любого специалиста, имеющего высшее биологическое образование, очевидно, что наши тела не что иное, как высокоинтегрированные колонии одноклеточных организмов. Но правомерен вопрос: кооперация - самостоятельный эволюционный фактор или одно из многих проявлений отбора? Ответ на него не очевиден. Например, у воробьиных птиц часто можно видеть такое явление: годовалые птицы, не имеющие возможности занять собственный гнездовой участок, нередко помогают своим родителям выкармливать очередное потомство. Такое поведение действительно могло закрепиться с помощью естественного отбора: выкармливая младших братьев и сестёр, птицы увеличивают шанс выживания собственных генов. Однако в пустынных районах, где пригодных для гнездования мест очень мало, помощников у гнездящейся пары из года в год становится всё больше, и они рискуют всю свою жизнь провести в качестве подсобных рабочих. Не желая мириться с подобным положением вещей, птицы начинают выяснять отношения у гнезда, что обычно приводит к гибели кладки или птенцов. Налицо отбор против кооперации, но почему-то социальные группировки «помощников» всё равно сохраняются. Вероятно, кооперация - самостоятельный эволюционный фактор, действующий наравне с естественным отбором. Дарвин объяснил, как возникает и работает естественный отбор. Но откуда берётся кооперация - вопрос открытый.
Вообще, нерешённые проблемы эволюционной теории - тема неисчерпаемая. Это вопросы направленности эволюции, соотношения между геном и признаком и т.д.
Как изменились взгляды учёных со времени Чарльза Дарвина?
Если кратко, то представления об отборе дополнились данными генетики: гены являются дискретными единицами наследственности и могут комбинироваться друг с другом в различных сочетаниях из поколения в поколение; наследственная изменчивость, дающая материал для отбора, формируется в результате мутаций; помимо направленных факторов эволюции (естественный отбор), есть ещё и стохастические (дрейф генов); изменились представления о характере действия отбора - он приводит к изменению соотношения частот генов в популяции из поколения в поколение. В корне изменились представления о виде и видообразовании. В методологическом плане натуралистический подход дополнился экспериментальным, теория стала более формализованной, появился довольно сложный математический аппарат.
Теория эволюции - единственное логичное объяснение развития жизни?
Эволюция - это и есть развитие жизни. Признание того, что эволюция происходит - единственное логичное объяснение наблюдаемых закономерностей современного биологического разнообразия, подтверждаемое также и палеонтологической летописью, и данными эмбриологии. Теория эволюции - это объяснение механизмов эволюции, теорий эволюции может быть много. На данный момент теория естественного отбора (вернее, синтетическая теория эволюции как «правопреемница» дарвиновской) является единственной теорией, отвечающей критериям научности - верифицируемости и фальсифицируемости: на основе этой теории можно строить гипотезы, которые проверяются эмпирически, и есть вероятность их экспериментального опровержения.
Создан ли в процессе искусственного отбора хоть один новый вид?
Нет, не создан, потому что не было такой задачи. Основной критерий вида - его нескрещиваемость с близкими видами в природе. При выведении домашних пород никто такую задачу не ставил: чистота пород поддерживается искусственно. А вот с лабораторными дрозофилами такие эксперименты ставили: вели искусственный отбор на нескрещиваемость между разными линиями. И добились успеха. Представим, что кто-то вдруг решится на такой эксперимент: выпустит на какой-нибудь необитаемый остров, где нет наземных хищников (если такие острова ещё остались), две сильно различающиеся по размерам породы собак, скажем, бульдогов и такс. Если обе породы на острове выживут, то думаю, спустя некоторое время они дадут начало двум разным видам. Вообще, процесс видообразования довольно длительный. Как показали молекулярно-генетические исследования, чтобы две изолированные популяции у мелких воробьиных птиц достигли видового уровня различий, обычно требуется от одного до шести миллионов лет.
Насколько справедливы аргументы противников теории? Проблемы принятия или непринятия теории лежат только в поверхностном её понимании?
Мне представляется, что всех противников теории естественного отбора можно разбить на три лагеря.
1. Неприятие теории вследствие якобы её противоречия принципам общечеловеческой морали и/или церковным догматам.
Эти аргументы не изменились за 150 лет, прошедших с момента опубликования теории Дарвина. Приводить в ответ научные доказательства эволюции бессмысленно: поскольку аргументы противников теории ненаучны, то и ответ должен быть таким же. И он у меня есть: помнится, в XVII веке Галилей доказал, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. Что с ним сделали? Заставили отречься от своих убеждений, потому что они противоречили Священному Писанию. Ну и кто же оказался прав в итоге?
2. Научная критика антидарвинистов.
Довольно большое число учёных выступало и продолжает выступать с последовательной критикой теории естественного отбора. Я не могу сейчас в полном объёме осветить данный вопрос, поэтому рекомендую книгу Н. Н. Воронцова «Развитие эволюционных идей в биологии», где этому уделяется особое внимание. Такая критика вполне конструктивна и полезна. Проблема лишь в том, что, как правило, эти учёные предлагают свои альтернативные теории, которые в методологическом плане оказываются гораздо более слабыми, чем синтетическая теория эволюции, либо вообще не отвечают критериям научности, о которых я говорил выше.
3. Научная критика дарвинистов.
Теория естественного отбора настолько логически проста и понятна и подтверждается таким огромным количеством фактов, что просто не может быть ошибочной. Большинство биологов понимают это. Другое дело, что жизнь - очень сложное явление, и современная эволюционная теория даёт лишь сильно упрощённую картину. Это и создаёт почву для дальнейшего развития теории через конструктивную критику.
Как сегодня обстоит дело с эволюцией человека разумного? Что думает современная наука о выпавших звеньях «родственников»?
Прежде чем говорить о переходных звеньях между человеком и обезьянами, скажу несколько общих фраз о переходных формах вообще. Процесс эволюции - плавный и непрерывный, и выделять разные стадии, например временнЫе промежутки существования отдельных видов, можно лишь условно. Выделяя «переходные звенья», мы стараемся отобразить непрерывность процесса эволюции с помощью дискретного языка описания. И «переходное звено» - это не среднее арифметическое между двумя сравниваемыми видами, оно может и должно иметь какие-то свои специфические черты, отсутствующие у других видов (ведь оно - «звено» - должно где-то жить и чем-то питаться). Чтобы пояснить сказанное, приведу пример. Допустим, вы не проходили в школе физику и ничего не знаете о волновой теории света. Легко ли вам будет поверить, что зелёный цвет - переходное звено между красным и фиолетовым? В животном мире на самом деле всё состоит из переходных звеньев. Амфибии - переходное звено между рыбами и рептилиями. Динозавры - переходное звено между рептилиями и птицами. Человекообразные обезьяны - переходное звено между мартышкой и человеком. И с переходными звеньями между шимпанзе и современным человеком тоже всё в порядке: эволюционный ряд человека, пожалуй, наиболее полный из ныне изученных. Не имея возможности подробно останавливаться на этом вопросе, отсылаю читателей на сайт http://macroevolution.narod.ru , где подробно изложены современные представления о происхождении человека.
Почему человек и обезьяна выжили, а промежуточные формы - нет? А вы можете себе представить параллельно существующие и мало взаимодействующие две высокоразвитые цивилизации двух разных видов людей? Я - нет. Ещё труднее представить их мирное сосуществование, если одна из цивилизаций находилась бы на более высокой ступени развития, чем другая. В каменном веке люди охотились на крупных животных - мамонтов, оленей. Чем бы они питались сейчас: совершали бы регулярные набеги на стада коров и овец? Нетрудно себе представить их дальнейшую судьбу. Два вида, занимающие одну и ту же экологическую нишу, не могут сосуществовать в пределах одной территории - известное экологическое правило. Так что об отсутствии других видов людей на Земле можно только пожалеть, но удивляться тут нечему. Справедливости ради надо сказать, что такая картина сложилась относительно недавно - 30 тысяч лет назад, когда конкуренция за пищу между племенами охотников возросла. До этого на протяжении более 4 миллионов лет разные виды предков современного человека уживались вместе. Например, в Европе племена неандертальцев и кроманьонцев жили бок о бок на протяжении 30 тысяч лет. Это почти в четыре раза больше, чем возраст современной цивилизации: первые государства появились примерно 7-8 тысяч лет назад.
Каким будет человек будущего в результате эволюции?
Естественный отбор приспосабливает случайные изменения генотипа под случайные изменения окружающей среды. Помимо направленных факторов эволюции (естественный отбор) есть ещё и стохастические (дрейф генов). Так что объяснить, как происходила эволюция в прошлом, можно, а вот строить прогнозы - увы. Могу только предсказать, что если не произойдёт глобальных катаклизмов и человечеству удастся избежать экологического кризиса, связанного с перенаселением, то рост и продолжительность жизни людей несколько увеличатся.
Существуют ли оценочные модели эволюции в результате глобальной катастрофы (столкновения с астероидом или ядерной войны)?
Наверное, существуют, я не знаю. Могу только дать свою оценку. За историю существования жизни на Земле было много столкновений с астероидами, но они не приводили к массовым вымираниям в масштабах всей планеты. Тем не менее массовых вымираний было несколько, но все они происходили постепенно (на протяжении нескольких десятков или сотен тысяч лет) в результате экологических кризисов. Почему возникают экологические кризисы, однозначного ответа не существует. Возможно, это связано со «старением» экосистем: эволюцией видов по пути специализации и появлением пустот в экологических нишах, которые нечем заполнить. Последний экологический кризис, характеризующийся самым быстрым за всю историю существования Земли массовым вымиранием видов, начался 10 тысяч лет назад и связан с появлением человеческой цивилизации.
Все виды можно условно разделить на r- и K-стратегов (термины берутся из названий переменных в уравнении роста численности популяции); r-стратеги характеризуются высокими показателями плодовитости, слабо выраженной заботой о потомстве, высокой смертностью особей (бактерии, мышевидные грызуны), у K-стратегов всё наоборот (крупные млекопитающие, человек). В случае экологической катастрофы K-стратеги с большей вероятностью погибнут, а r-стратеги - выживут.
Отражают ли музеи в своих экспозициях последние достижения теории эволюции? Кто ходит в музей Дарвина?
С января по октябрь 2008 года музей посетили 301 тысяча 157 человек - получается примерно 1000 человек в день. Поскольку экспозиция музея иллюстрирует и дополняет школьную программу по биологии, значительная часть посетителей - школьники всех возрастов в составе экскурсионных групп. Но музей не может удовлетворить все запросы по экскурсионному обслуживанию, потому что в противном случае экскурсоводы мешали бы друг другу. В год мы проводим 1500 экскурсий, что составляет примерно 15% от общей посещаемости. Как показывают результаты опросов, основные посетители музея - более 80% - родители с детьми. Свою работу с посетителями музей строит как раз с учётом того, что основные посетители музея - семейные группы. Разработаны обучающие пособия для всех возрастов и по всем тематическим разделам экспозиции. С их помощью посетители могут самостоятельно и достаточно глубоко ознакомиться с материалами экспозиции. Ежегодно в музее проводятся экологические праздники: день воды, день земли, день птиц и т.д. Детям и их родителям предлагаются экологические игры, викторины и мастер-классы, победителей ждут призы, причём проигравших не бывает. Каждый год мы придумываем что-нибудь новое. Сотрудники музея стараются всё сделать для того, чтобы, оказавшись в нашем музее, посетители захотели вернуться сюда ещё и ещё.
Может быть, это звучит несколько нескромно, но сегодня среди музеев мира Дарвиновский музей наиболее полно отражает достижения теории эволюции. Есть музеи, заметно превосходящие наш по экспозиционным площадям, оснащённости техническими средствами и посещаемости - например, музеи естественной истории в Лондоне, Нью-Йорке, Чикаго, - но они рассказывают о том, как происходила эволюция. Экспозиции, посвящённые именно движущим силам эволюционного процесса, там если и есть, то очень скромные. Мы стараемся показывать в нашей экспозиции современный уровень знаний по эволюционной тематике, приводя не только «классические» примеры из учебников, но и сведения из научно-популярных и научных статей, демонстрируем результаты собственных научных исследований сотрудников, консультируемся со специалистами. В частности, музей поддерживает тесные научные связи с кафедрой биологической эволюции МГУ и Институтом проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова. Если показывать современный уровень науки, проблемные и нерешённые вопросы, то у посетителей может сложиться мнение, что в теории эволюции вообще всё зыбко и непонятно. Поэтому мы стараемся показывать уже «устоявшиеся» бесспорные факты, пусть и не столь «современные» - 20-30-летней давности. Как часто меняются экспозиции в музеях мира, сказать не могу - это зависит от политики конкретного музея. Наша экспозиция относительно молодая, ей чуть более 10 лет, но за этот срок мы её уже практически полностью обновили.
На мой взгляд, наш музей несколько отстаёт от западных в средствах музейного показа. В европейских музеях посетителям постоянно предлагают что-нибудь потрогать, подвигать, послушать и все интерактивные средства органически вплетены в общую логическую канву экспозиции. Наш музей пока более «академичен»: основное средство подачи материала - экспонаты и сопроводительные тексты к ним. Но и здесь мы не стоим на месте: в постоянной экспозиции периодически появляются новые интерактивные экспонаты - аудиоблоки, «живые этикетки», «меховые стенды» и пр. (приходите, сами увидите). Готовится к вводу в эксплуатацию интерактивный комплекс «Пройди путём эволюции», есть планы переделать по принципу интерактивной экспозиции зал «Этапы познания живой природы».
А знают ли в Великобритании, кто такой Чарльз Дарвин? Или он, как Диккенс, там в забвении?
Дарвина в Великобритании знают все, хотя бы потому, что его портрет изображён на десятифунтовой купюре. И почитают как великого учёного: его могила находится в Вестминстерском аббатстве рядом с могилой Ньютона. Другое дело, что, как и во всём мире, отношение к его научным трудам у широкой общественности неоднозначно.
В Великобритании есть музей Дарвина. Он находится в пригороде Лондона, г. Дауне, доме, где Дарвин жил со своей семьёй. Там есть небольшая экспозиция по теории эволюции, но в целом это дом-музей учёного. В Музее естественной истории в Лондоне недавно открылся новый Дарвиновский центр - пристройка к основному зданию музея. По сути это фондохранилище, где хранятся научные коллекции музея. Там, в частности, есть сборы самого Дарвина, которые он делал во время путешествия на «Бигле», и это всё, что связывает центр с учёным. Как объясняют сотрудники музея, они назвали хранилище научных коллекций музея именем Дарвина, чтобы подчеркнуть его вклад в формирование биологии в качестве современной научной дисциплины. Дарвиновский центр доступен для посетителей, в нём они могут ознакомиться с назначением и спецификой научных коллекций, с условиями их хранения и работой научных сотрудников.
Интересно, почему больше всего судебных процессов против преподавания теории Дарвина в школе происходит в США - англоязычной стране, вечном союзнике Великобритании?
Судебные процессы против преподавания теории Дарвина происходили не только в США, а, например, ещё в Сербии, Италии, а теперь и в России. Но только в США судебные слушания против Дарвина добивались успеха. Связано это, скорее всего, с политическим устройством Штатов. В любой другой стране запрет на преподавание пришлось бы вводить повсеместно, что невозможно, поскольку без эволюционной теории биология перестанет существовать как наука. А в США процедура принятия судебных решений упрощена: не нравятся законы одного штата - переезжай в другой. Многие там так и живут.