Популяционно-видовой уровень организации жизни. Закономерности эволюции органического мира

ПОПУЛЯЦИОННО-ВИДОВОЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА

Уяснив основные закономерности жизни на молекулярно-генетическом, клеточном и организменном уровнях, можно задать себе вопрос: возможно ли существование единственной особи вне связи ее с другими живыми организмами? Очевидно, что половое размножение, столь широко распространенное в природе, основывается на обмене наследственной информацией между многими сходными особями одного вида. В генетическом единстве и разнообразии вида заключена, с одной стороны, его устойчивость, а с другой — возможность изменения во времени, т. е. эволюция. В данной главе рассматривается биологическое значение популяционно-видового уровня организации жизни, которому принадлежит центральное место в эволюции.

Борьба метафизических и эволюционных взглядов до Ч. Дарвина

Почему мир живых организмов так многообразен? Почему живые существа по-разному сложно устроены? Почему независимо от сложности строения все виды животных и растений удивительно приспособлены к условиям существования? Изменяются виды на протяжении длительного существования жизни на Земле или не изменяются? Если изменяются, то в силу каких причин? Ученые и мыслители разных времен в зависимости от уровня развития цивилизации и методов научного познания пытались найти решение перечисленных вопросов.

Эволюционная идея как идея исторического развития живой природы и изменяемости видов зародилась очень давно. Во II—I тысячелетиях до н. э. в Китае и Индии существовали учения о возможности превращения одних живых существ в другие, о происхождении человека от обезьян. Мысли о естественном развитии всех живых существ из первичной материи встречаются у философов Древней Греции Гераклита и Аристотеля. Однако между эволюционными представлениями древних мыслителей и современных ученых сходство чисто внешнее.

Взгляды древних мыслителей имели характер догадок, без строгого научного обоснования фактами. Древние цивилизации в Европе сменила мрачная эпоха Средневековья. Преобладающей стала идея неизменности всего живого на Земле.

В эпоху Возрождения резко усиливается интерес к природе. Сведения, полученные учеными, свидетельствовали об изумительной целесообразности живых существ, т. е. соответствии особенностей их строения и жизнедеятельности тем условиям, в которых они обитают. К XIX в. было накоплено много фактического материала, что позволило систематизировать живые организмы, объединить их в группы по сходству в строении. Карл Линней (1707—1778) создал классификацию животных и растений, объединив их в группы разного ранга. Низшим рангом в этой классификации был вид, затем род, порядок и класс. К. Линней ввел принцип двойного наименования для обозначения положения определенного вида в системе. Первым дается название рода, вторым — название вида, к которому принадлежит организм: например, Fasciola hepatica (двуустка печеночная), Ursus arctos (медведь бурый), Ursus tibetanus (медведь гималайский), Ursus maritimus (медведь белый), Homo sapiens (человек разумный). По классификации К. Линнея растения были сгруппированы в 24 класса, животные — в 6 классов. Несмотря на точное и подробное описание живых форм, классификация К. Линнея является искусственной, так как основывается на небольшом числе произвольно взятых признаков и не отражает исторического родства между группами организмов. По своему мировоззрению К. Линней был метафизиком. Согласно метафизическим представлениям, природа является чем-то застывшим, не изменяющимся во времени. Вместе с тем он признавал некоторую изменчивость видов под влиянием климата, почвы и даже «фактора времени». Он также придавал большое значение гибридизации и сам ставил опыты по скрещиванию растений.

Идея неизменности природы преобладала даже на рубеже первой и второй третей XIX в. Так, в 1830 г. видный французский зоолог и палеонтолог Жорж Кювье (1769—1832), автор закона о соотношении частей в организме, одержал победу в дискуссии со сторонником эволюционной идеи французским ученым Жоффруа Сент-Илером (1772—1844). Ж. Кювье, изучая вымершие формы, не придал значения переходным формам между ними и современными видами, так же как и промежуточным по строению формам среди ныне живущих организмов. Он считал, что виды животных неизменны. Смена животного населения Земли, согласно взглядам Ж. Кювье, происходила в силу геологических катастроф, губивших живые организмы в какой-либо части Земли. После катастрофы опустошенная местность заселялась новыми формами с других материков. Ученик Ж. Кювье Д’Орбиньи, развивая его мысль, учил о том, что после катастроф, истреблявших все живое на Земле, имело место повторное творение Богом новых форм. Таких катастроф он насчитывал 27. Представление о сотворении живых организмов Богом получило название креационизма.

На этом фоне, однако, мысль о естественном возникновении и развитии живых организмов все больше овладевала умами ученых. На грани XVII и XVIII вв. философ Г. В. Лейбниц (1646—1716) отмечал, что все тела природы образуют ряд непрерывных переходов от одного к другому. Последователь Лейбница Шарль Бонне (1720—1793) выразил эту идею в виде лестницы тел, в которой по принципу убывающей высоты организации расположил человека, животных, растения, грибы и тела неорганической природы. Современник К. Линнея французский исследователь Жорж Луи Бюффон (1707—1788) выступал против объединения особей в виды, роды и так далее, ибо считал, что не следует создавать несуществующих границ между живыми существами. В трудах просветителей России М. В. Ломоносова, К. Ф. Вольфа, А. Н. Радищева в той или иной форме также выражены эволюционные взгляды.

Опережая на 50 лет теорию эволюции Ч. Дарвина, в условиях господства метафизических воззрений французский ботаник и зоолог Жан Батист Ламарк (1744—1829) в 1809 г. издал книгу «Философия зоологии». В ней он с большой последовательностью и полнотой изложил эволюционные воззрения, которые с полным правом оценивают как первую теорию эволюции. По мнению Ламарка, нельзя говорить о постоянных видах, родах, семействах и классах, так как вновь рождающиеся особи, подвергаясь воздействиям окружающей среды, изменяются и становятся непохожими на своих родителей. Ламарк пишет: «...необходимо согласиться, что всякое живое тело должно мало-помалу изменяться, хотя такая перемена становится заметной только по прошествии значительного срока». Следовательно, изменяемость видов у Ламарка сомнений не вызывала. Пытаясь объяснить различия в уровнях организации разных животных, он считал, что природе присущ принцип градации. Согласно этому принципу, все известные виды организмов Ламарк расположил на шести ступенях, или градациях, которые существовали изначально, установленные творцом. После акта творения изменения в природе осуществлялись уже по собственным законам, без участия творца. Превращение низших форм в высшие являлось внешним выражением внутреннего стремления организмов к усложнению и совершенствованию. Таким образом, правильно подмеченный прогрессивный характер эволюции в трудах Ламарка нашел неверное, идеалистическое объяснение. Необыкновенное разнообразие и приспособленность организмов к условиям обитания он объяснял прямым (на растения и низшие животные формы) и косвенным (на высшие животные организмы) влиянием среды. Изменения в среде обитания, по Ламарку, приводят к изменениям потребностей и привычек животных, вследствие этого к упражнению одних и, наоборот, неупражнению других органов, что в свою очередь ведет к изменению размеров и формы органов. Одни из них увеличиваются в силу постоянного упражнения (шея и передние ноги жирафа; ноги, шея и клюв у голенастых птиц — аистов и цапель), другие в результате неупражнения уменьшаются вплоть до полного прекращения функции (глаза крота, задние конечности кита). Приобретенные таким путем изменения передаются потомству. В этих высказываниях верно отмечены взаимосвязь живых организмов с окружающей средой и определяющее значение среды для изменяемости видов, но Ламарк не различал разновидностей изменчивости, полагая, что все изменения, возникшие в результате упражнения органов, передаются новым особям путем размножения. Теория Ламарка не была подкреплена строгими научными доказательствами, имела характер умозаключений и, опережая общий уровень состояния науки, не была принята современниками. Лишь позднее одни ученые оценили ее прогрессивные моменты, нашедшие правильное объяснение в теории эволюции Ч. Дарвина, другие же биологи использовали и развили ряд неправильных положений Ламарка. Это направление эволюционной идеи получило название неоламаркизма.

Ж. Б. Ламарк (1744—1829)

Во взгляде на живую природу долгое время боролись два воззрения: метафизическое, утверждающее неизменяемость природы, и эволюционное, утверждающее изменяемость и историческое развитие видов. В 1809 г. Ж. Б. Ламарк выступил с первой теорией эволюции. Главной заслугой Ламарка было стремление объяснить развитие органического мира исходя из взаимодействия организмов с окружающей средой. Он предложил свое объяснение причин и механизмов эволюции, которые в настоящее время оцениваются как неправильные.