Синтетическая теория биологической эволюции.

Ламарк успешно для  своего времени разработал проблему изменчивости видов под влиянием естественных причин, показал значение времени и условий внешней  среды в эволюции, которую рассматривал как проявление общего закона развития природы.

Заслугой Ламарка является и то, что он первым предложил  генеалогическую классификацию  животных, построенную на принципах  родственности организмов, а не только их сходства.

«Лестница существ» отображает эволюцию животного мира, а не статичную  его картину, показывающую усложнение организации материи. Каждый последующий  класс произошел из предшествующего  и обладает более сложной организацией чем тот. Резкие скачки сложности организации, то есть то, что сейчас называется араморфозом, были названы Ламарком градациями. По его мнению они вызваны внутренним стремлением живой материи к усложнению организации, такое стремление к совершенство является свойством материи, заложенным в нее создателем. Эти скачки происходят не в одночасье, на то чтобы они произошли требуется очень много времени.

Ламарк вводит два закона развития живой природы: "Закон  упражнения и неупражнения органов" и "Закон наследования приобретенных признаков".

Первый закон можно  назвать законом изменчивости, в  нем Ламарк акцентирует внимание на том, что степень развития того или иного органа зависит от его  функции, интенсивности упражнения, что в большей мере способны изменяться молодые животные, которые еще  развиваются. Ученый выступает против метафизического объяснения формы  животных как неизменной, созданной  для определенной среды. Вместе с  тем Ламарк переоценивает значение функции и считает, что упражнение или неупражнение органа является важным фактором в изменении видов.

“У всякого животного, не достигшего предела своего развития, более частое и более длительное употребление какого-нибудь органа укрепляет  мало-помалу этот орган, развивает и  увеличивает его и придает  ему силу, соразмерную длительности употребления, между тем как постоянное неупотребление того или иного органа постепенно ослабляет его, приводит к упадку, непрерывно уменьшает его  способности и, наконец, вызывает его  исчезновение”.

Такое изменение возможно лишь у высокоорганизованных животных. У низших животных и растений изменение  органов возможно только непосредственно  под воздействием внешних условий.

Второй закон можно  назвать законом наследственности; следует обратить внимание на то, что  наследование индивидуальных изменений  Ламарк связывает с длительностью  влияния условий, которые обусловливают  эти изменения, и вследствие размножения  усилением их в ряде поколений. Необходимо подчеркнуть и то обстоятельство, что Ламарк одним из первых анализирует  наследственность как важный фактор эволюции. Вместе с тем следует  заметить, что положение Ламарка  о наследовании всех приобретенных  при жизни признаков было ошибочным: дальнейшие исследования показали, что  в эволюции решающее значение имеют  только наследственные изменения.

“Все, что природа заставила  особей приобрести или утратить под  влиянием условий, в которых с  давних пор пребывает их порода, и, следовательно, под влиянием преобладания употребления или неупотребления той  или иной части (тела), - все это  природа сохраняет путем размножения  у новых особей, которые происходят от первых, при условии, если приобретенные  изменения общи обоим полам или  тем особям, от которых новые особи произошли”.

Не имея достаточного фактического материала, при низком еще уровне изученности этих вопросов Ламарк не сумел дойти до правильного понимания  явлений наследственности и изменчивости.

Положения этих двух законов  Ламарк распространяет и на проблему происхождения пород домашних животных и сортов культурных растений, а  также использует их при объяснении животного происхождения человека. Происхождение человека.

Исходя из положений об эволюции органического мира, Ламарк предпринял попытку раскрыть тайну  происхождения человека от высших четвероруких обезьян” их постепенным превращением в течение длительного времени. Далекие предки человека перелили от жизни на деревьях к наземному  способу существования, положение  их тела стало вертикальным. В новых  условиях в связи с новыми потребностями  и привычками произошла перестройка  органов и систем, в том числе  черепа, челюстей. Так из четвероруких образовались двурукие существа, которые вели стадный образ жизни. Они захватили более удобные места для существования, быстро размножались и вытесняли другие породы. В многочисленных группах возникла необходимость в общении, которое сначала осуществлялось, с помощью мимики, жестов, возгласов. Постепенно возникли членораздельный язык, а затем и умственная деятельность, психика. Ламарк подчеркивал важное значение руки в становлении человека.

Таким образом, Ламарк рассматривает  человека как часть природы, показывает ее анатомо-физиологическое сходство с животными и отмечает, что  развитие тела человека подчиняется  тем же законам, по которым развиваются  и другие живые существа.” Свою гипотезу естественного происхождения  человека Ламарк излагает в форме  предположений, чтобы по цензурным  мотивам прикрыть материалистическую сущность своих смелых мыслей.

Ч. Дарвин жил в эпоху  бурного общественного развития, когда естествознание было на подъеме, в науке осуществлялись важные открытия. Он не имел систематического биологического образования (два года учился на медицинском факультете в Эдинбурге, а затем перешел в Кембриджский университет, где в 1831 г. закончил богословский факультет), но очень увлекался естественными науками, целеустремленно изучал специальную литературу, занимался коллекционированием, охотой, принимал участие в экспедициях по исследованию геологии, фауны, флоры отдельных районов Англии, наблюдал, записывал виденное и старался дать ему рациональное объяснение.

В условиях господства представлении  о постоянстве, неизменности видов  Дарвину важно было показать, за счет чего образуется их многообразие. Поэтому в первую очередь он подробно обосновывает положение об изменчивости живых существ.

Дарвин отмечал, что изучение изменчивости и наследственности, их непосредственных причин и закономерностей  связано с большими трудностями. Наука того времени еще не могла  дать удовлетворительного ответа на ряд важных вопросов. Неизвестны были Дарвину и работы Г. Менделя. Только значительно позже развернулся  широкий фронт работ по исследованию изменчивости и наследственности, а  современная генетика сделала гигантский шаг в изучении материальных основ, причин и механизмов наследственности и изменчивости, в причинном понимании  этих явлений.

Обосновав вопрос об изменчивости и наследственности, Дарвин показал, что сами по себе они еще не объясняют  возникновения новых пород животных, сортов растений, видов, их приспособленности. Ведь изменчивость разных признаков  организмов осуществляется в самых  разнообразных направлениях. Однако породы и сорта отличаются развитием  именно полезных в хозяйственном  отношении признаков, а у диких  видов хорошо развиты адаптации, которые обеспечивают лучшее выживание  организмов. Большая заслуга Дарвина  состоит в том, что он разработал учение об искусственном и естественном отборе как ведущем и направляющем факторе эволюции домашних форм и  диких видов.

Искусственный отбор был  хорошей моделью, на которой Дарвин довольно удачно расшифровал процесс  формообразования. Дарвиновский анализ искусственного отбора сыграл важную роль в обосновании эволюционного  процесса: во-первых, он окончательно утвердил положение об изменчивости; во-вторых, установил основные механизмы формообразования (изменчивость, наследственность, преимущественное размножение особей с полезными  признаками) и, наконец, показал пути выработки целесообразных приспособлений, характерных для новых сортов, пород. Эти три важные предпосылки  открыли путь успешному решению  проблемы естественного отбора.

Дарвин первым раскрыл  содержание и значение таких важных в биологии понятий, как “среда”, “внешние условия”, “взаимосвязи организмов”  в процессе их жизни и развития. Реальность борьбы за жизнь в метафорическом понимании Дарвин выводил из способности  организмов к интенсивному размножению, высокой плодовитости. И действительно, самки многих животных или растения могут дать сотни тысяч и даже миллионы потомков.

 Интенсивная плодовитость  организмов характерна для видов,  которые слабо защищены и сильно  уничтожаются на разных этапах  индивидуального развития. Поэтому  степень плодовитости является  биологическим приспособлением,  выработанным в процессе эволюции, которое обеспечивает существование  вида, быстрое восполнение утрат  численности и дает возможность  быстро занять в природе новые,  пригодные для существования  места. Можно было бы предположить, что за относительно короткое  время вид заселит всю землю,  произойдет перенаселение. Однако  этого, как правило, не бывает, потому что целый ряд факторов  задерживает размножение и достижение  репродуктивного возраста значительной  части потомства. Из большого количества потомков только отдельные становятся взрослыми и размножаются. Вследствие разно направленной индивидуальной изменчивости потомки не являются абсолютно тождественными. Поэтому выживают в сложных условиях и дают потомство только те, которые вследствие изменчивости имеют преимущества перед другими. В природе, отмечает Дарвин, постоянно происходит борьба за существование, жизненное состязание.

Учение о естественном отборе как движущем и направляющем факторе исторического развития органического мира является центральной  частью теории эволюции Дарвина. Исходя из того что отбор действует лишь при наличии разнообразия, неравноценности  особей, что их индивидуальные изменения  будут наследственными, естественный отбор следует рассматривать  как совокупное взаимодействие наследственной изменчивости, преимущественного выживания  и размножения индивидов и  групп особей, лучше приспособленных  к данным условиям существования. Дарвин писал: “Выражаясь метафорически, можно  сказать, что естественный отбор  ежедневно, ежечасно расследует по всему  свету мельчайшие изменения, отбрасывая дурные, сохраняя и слагая хорошие, работая неслышимо, невидимо, где бы и когда бы только ни представился к тому случай, над усовершенствованием каждого органического существа по отношению к условиям его жизни, органическим и неорганическим”.

После создания теоретической  популяционной генетики трудами  Р. Фишера, Дж.Б. Холдейна младшего, С. Райта, учение Дарвина приобрело прочный генетический фундамент, получило свое рождение начало синтетической теории эволюции.

С углублением наук СТЭ  продолжает расширяться и модифицироваться. Важность СТЭ, как последующего развития теории Дарвина, Ламарка, Линнея, и других ученых и исследователей, не оспорима. Ведь те тоже в свою очередь систематизировали  и модефецировали накопленные знания, совершая в итоге новый шаг к истине.

Синтетическая теория эволюции не вызывает сомнений у большинства  биологов: считается, что эволюция в  целом удовлетворительно объясняется  этой теорией. Фактически, эта теория представляет идеологию современной  биологии. Тем не менее, за последние  два десятилетия значительно  возросло число отечественных и  зарубежных публикаций, в которых  отмечается, что синтетическая теория не адекватна современным знаниям  о ходе эволюционного процесса. Соответственно, делаются попытки преодолеть несогласие теории и фактов.

В качестве одного из наиболее часто критикуемых общих положений  синтетической теории эволюции можно  привести ее подход к объяснению вторичного сходства, то есть одинаковых морфологических  и функциональных признаков, которые  не были унаследованы, а возникли независимо в разных линиях эволюции организмов.

По неодарвинизму, все  признаки живых существ полностью  определяются составом генотипа и характером отбора. Поэтому параллелизм (вторичное  сходство родственных существ) объясняется  тем, что организмы унаследовали большое количество одинаковых генов  от своего недавнего предка, а происхождение  конвергентных признаков целиком  приписывается действию отбора. Вместе с тем, хорошо известно, что черты  сходства, развивающиеся в достаточно удаленных линиях, часто бывают неадаптивны и поэтому не могут быть правдоподобно объяснены ни естественным отбором, ни общим наследованием. Независимое возникновение одинаковых генов и их сочетаний заведомо исключается, поскольку мутации и рекомбинация - случайные процессы.

В ответ на такую критику  сторонники синтетической теории могут  возразить, что представления С.С. Четверикова и Р. Фишера о полной случайности мутаций в настоящее время значительно пересмотрены. Мутации случайны лишь по отношению к среде обитания, но не к существующей организации генома. Сейчас представляется вполне естественным, что разные участки ДНК обладают различной устойчивостью; соответственно, одни мутации будут возникать чаще, другие - реже. Кроме того, набор нуклеотидов весьма ограничен.

 Следовательно, существует  вероятность независимого (и притом  вполне случайного, беспричинного)  появления одинаковых мутаций.  Эти и другие факторы обуславливают  значительную вторичную повторяемость  в структуре ДНК и могут  объяснять происхождение неадаптивного  сходства с позиций неодарвинизма  как случайного выбора из ограниченного  числа возможностей.

Другой пример - критика  СТЭ сторонниками мутационной эволюции - связан с концепцией пунктуализма или «прерывистого равновесия». Пунктуализм основан на простом палеонтологическом наблюдении: продолжительность стазиса на несколько порядков превышает длительность перехода из одного фенотипического состояния в другое. Судя по имеющимся данным, это правило в общем справедливо для всей ископаемой истории многоклеточных животных и имеет достаточное количество подтверждений.

Авторы пунктуализма противопоставляют свой взгляд градуализму - представлению Дарвина о постепенной эволюции путем мелких изменений - и считают прерывистое равновесие достаточным поводом для отрицания всей синтетической теории. Столь радикальный подход вызвал дискуссию вокруг концепции прерывистого равновесия, длящуюся уже 30 лет. Большинство авторов сходится на том, что между понятиями «постепенная» и «прерывистая» имеется лишь количественная разница: длительный процесс предстает мгновенным событием, будучи изображен на сжатой временной шкале. Поэтому пунктуализм и градуализм следует рассматривать как дополнительные понятия. Кроме того, сторонники синтетической теории справедливо отмечают, что прерывистое равновесие не создает для них дополнительных трудностей: длительный стазис можно объяснять действием стабилизирующего отбора (под действием стабильных, относительно неизменных условий существования), а быстрое изменение - теорией смещающегося равновесия С. Райта для малых популяций, при резких изменениях условий существования и/или в случае прохождения вида или какой либо его изолированной части, популяции, через бутылочное горлышко.

Заключение