Существование в живой природе систем с различным уровнем организации является результатом исторического развития. На каждой ступени эволюции органического мира возникали специфические для нее живые системы, включавшие в себя системы предшествующих ступеней в качестве составных частей. Появление человека, «homo sapiens» (человека разумного) также стало ступенью развития органического мира, так как качественным образом изменило биосферу. С появлением человека основной способ эволюции живых организмов путем простого биологического приспособления к окружающему миру был дополнен разумным поведением и целенаправленным изменением окружающей среды.
Миллионы лет тому назад, на заре формирования человека как разумного существа, его воздействие на природу ничем не отличалось от влияния на окружающую среду других живых организмов. Однако, постепенно человек становится решающим фактором преобразования органического и неорганического мира. Именно поэтому изучению эволюционного процесса и роли в нем человека в современном естествознании придается теоретическое и практическое значение.
Одна из основных особенностей познания биологических объектов заключается в изучении их предшествующей истории, без которой невозможно глубоко понять сущность жизни как специфической формы движения материи. Созданная на основе исторического метода эволюционная теория, в задачу которой входит изучение факторов, движущих сил и закономерностей органической эволюции, по праву занимает центральное место в системе наук о живом. Она представляет собой обобщающую биологическую дисциплину. Практически нет таких отраслей биологии, для которых эволюционная теория не давала бы методологических принципов исследования.
Эволюционная теория возникла не сразу, а прошла длительный путь становления от научной идеи до научной теории. История идеи развития в биологии разделяется на пять основных этапов. Каждый из этих этапов связан с доминированием определенных мировоззренческих установок, накоплением доказательств самого факта эволюции, формированием первых эволюционных представлений, а затем и эволюционных концепций, крупными открытиями и обобщениями в изучении причин и закономерностей эволюции и, наконец, созданием развитой, фактически обоснованной современной научной теории эволюции.

СТАНОВЛЕНИЕ ИДЕИ РАЗВИТИЯ В БИОЛОГИИ

Первый этап охватывает период от античной натурфилософии до возникновения первых биологических дисциплин в науке Нового времени. Он характеризуется сбором сведений об органическом мире и господством креационистских (представление о создании всего мира и живого Богом) и наивно трансформистских представлений о происхождении органического многообразия форм. Это был период предыстории эволюционной идеи. Представления наивного трансформизма о самозарождении живых существ, возникновении сложных организмов путем случайного сочетания отдельных органов, при котором нежизнеспособные сочетания вымирают, а удачные сохраняются (Эмпедокл), внезапном превращении видов (Анаксимен) не могут рассматриваться даже как прообраз эволюционного подхода к познанию живой природы.
Более интересна концепция Аристотеля, который занимался систематическим изучением животных и описал более 500 видов, расположив их в определенном порядке: от наиболее простых ко все более сложным. Намеченная Аристотелем последовательность тел природы начинается с неорганических тел и через растения движется к прикрепленным животным -губкам и асцидиям, а затем к свободно-подвижным морским организмам. Так появилось первое представление о лестнице живых существ.
Во всех телах природы Аристотель различал две стороны -материю, обладающую различными возможностями, и форму, под влиянием которой реализуется данная возможность материи. Также он различал три вида души: растительную, или питающую, присущую растениям, животным и человеку; чувствующую, свойственную животным и человеку; и разумную, которой наделен только человек.
На протяжении всего периода античности и Средневековья труды Аристотеля были основой представлений о живой природе и пользовались безусловным авторитетом.
В течение этого периода подобные взгляды прекрасно уживались с мифологическими и религиозными представлениями о том, что органический мир и Вселенная в целом остаются неизменными после божественного сотворения. Именно такова была официальная точка зрения христианской церкви в Европе в Средние века. Характерной чертой этого периода является описание существующих видов растений и животных, попытки их классификации, которые в большинстве своем носили чисто формальный (например, по алфавиту) или прикладной (полезные - вредные) характер. Было создано множество систем классификаций животных и растений, в которых за основу произвольно принимались самые разные признаки.
Интерес к биологии заметно усилился в эпоху Великих географических открытий и развития товарного производства. Интенсивная торговля и открытие новых земель расширяли сведения о животных и растениях. Потребность в упорядочении быстро накапливающихся знаний привела к необходимости их систематизации. Так начался второй период в истории идеи развития. Он связан с систематизацией накопленного материала и построением первых таксономических классификаций. На смену наивным трансформистским представлениям пришла метафизическая концепция неизменности видов. Умами большинства биологов этого периода владели «естественная теология» и философское учение о неизменной сущности вещей.
В это время большой вклад в создание системы природы внес выдающийся шведский естествоиспытатель Карл Линней. Он описал более 8000 видов растений, установил единообразную терминологию и порядок описания видов. Он объединил сходные виды в роды, сходные роды - в отряды, а отряды - в классы. Таким образом, в основу своей классификации он положил принцип иерархичности, то есть соподчиненности таксонов - систематических единиц того или иного ранга в биологии. В системе Линнея самым крупным таксоном был класс, самым мелким - вид. Это был чрезвычайно важный шаг на пути к установлению естественной системы. Линней закрепил использование в науке бинарной, то есть двойной, номенклатуры для обозначения видов. С тех пор каждый вид называется двумя словами: первое слово означает род и является общим для всех входящих в него видов, второе слово - собственное видовое название.
Линней создал самую совершенную для того времени систему органического мира, включив в нее всех известных тогда животных и все известные растения. Правда, произвольность в выборе признаков для классификации привела его к ряду ошибок.

КОНЦЕПЦИЯ РАЗВИТИЯ Ж.-Б.ЛАМАРКА

Первая попытка построения целостной концепции развития органического мира была предпринята французским естествоиспытателем Ж.-Б. Ламарком. В отличие от многих своих предшественников теория эволюции Ламарка опиралась на факты. Мысль о непостоянстве видов возникла у него вследствие глубокого изучения строения растений и животных. В основу его эволюционной теории положено представление о развитии, постепенном и медленном, от простого к сложному, и о роли внешней среды в преобразовании организмов.
Ламарк считал, что первые самозародившиеся организмы дали начало всему многообразию ныне существующих органических форм. К этому времени в науке уже достаточно утвердилось представление о «лестнице существ» как последовательном ряде независимых, неизменных, созданных творцом форм. В градации этих форм Ламарк видел отражение истории жизни, реального процесса развития одних форм из других. Развитие от простейших до самых совершенных организмов - главное содержание истории органического мира. Человек - тоже часть этой истории, он развился из обезьяноподобных предков. Это было поистине революционное представление в то время (книга Ламарка «Философия зоологии» вышла в 1809 г.).
Описывая различные классы животных, Ламарк искал переходные формы между ними, хотя и допускал неизбежные ошибки в силу недостаточного развития в то время сравнительной анатомии. Наличие таких промежуточных видов должно было служить главным доказательством эволюции органического мира. В изменяемости видов его убеждали многочисленные примеры изменения растений и животных под влиянием окультуривания и одомашнивания, при переселении организмов в другие места обитания с иными условиями существования, а также факты межвидовой гибридизации.
Отсюда он сделал вывод, что раз виды изменчивы, то реальных границ между ними в природе нет и видов как таковых тоже нет; природа представляет собой непрерывную цепь изменяющихся индивидуумов, которые лишь ради удобства ученых выделяются в отдельные группы - виды.
Главной причиной эволюции Ламарк считал присущее живой природе стремление к усложнению и совершенствованию своей организации. Оно проявляется во врожденной способности каждого индивида к усложнению организма. Вторым фактором эволюции он называл влияние внешней среды: пока она не изменяется, виды постоянны, как только она становится иной, виды также меняются. При этом признаки, приобретенные таким образом, наследуются.
В зависимости от организации живых существ есть две формы приспособительной изменяемости видов под влиянием внешней среды. Растения и низшие животные прямо подвергаются ее действию, она способна очень легко вылепить из организма нужную форму. На высших животных среда действует косвенным образом: перемена внешних условий влечет за собой изменение потребностей животных и, следовательно, приводит к изменению привычек, направленных на удовлетворение этих потребностей. В свою очередь это приводит к активному или пассивному функционированию тех или иных органов. Более активная деятельность соответствующего органа влечет его интенсивное развитие, а пассивное состояние - отмирание. Именно так, в результате упражнений, у жирафа появилась его длинная шея. Вызванные таким образом изменения передаются по наследству, потомство продолжает развиваться в том же направлении, и один вид превращается в другой.
Таким образом, для ламаркизма характерны два основных методологических признака: телеологизм - как присущее организмам стремление к совершенствованию; и организмоцентризм - признание организма элементарной единицей эволюции, прямо приспосабливающейся к изменению внешних условий и передающей эти изменения по наследству.
Также важно отметить, что Ламарк особо выделял значение психического фактора в процессах приспособления высших животных, которые хотят, стремятся к своему изменению.
Теория Ламарка не получила признания современников. В это время наука еще не была готова к принятию идеи эволюционных преобразований. К тому же доказательства причин изменяемости видов, приводимые Ламарком, не были достаточно убедительными.

ТЕОРИЯ КАТАСТРОФ Ж. КЮВЬЕ

В первой четверти XIX века были достигнуты большие успехи в таких областях биологический науки, как сравнительная анатомия и палеонтология. Основные заслуги в развитии этих областей биологии принадлежат французскому ученому Жоржу Леопольду Кювье, который прославился прежде всего своими исследованиями по сравнительной анатомии. Он систематически проводил сравнение строения и функций одного и того же органа или целой системы органов через все разделы животного царства. Исследуя строение органов позвоночных животных, он установил, что все органы животного представляют собой части единой целостной системы. Вследствие этого строение каждого органа закономерно соотносится со строением всех других. Ни одна часть тела не может изменяться без соответствующего изменения других частей. Это означает, что каждая часть тела отражает принципы строения всего организма. Так, если у животного имеются копыта, вся его организация отражает травоядный образ жизни: зубы приспособлены к перетиранию грубой растительной пищи, челюсти имеют определенную форму, желудок многокамерный, кишечник очень длинный и т.д. Соответствие строения органов животных друг другу Кювье назвал принципом корреляций (соотносительности). Руководствуясь принципом корреляций, Кювье успешно применил полученные знания в палеонтологии. Он был способен восстановить целостный облик давно исчезнувшего организма по сохранившимся до наших дней отдельным фрагментам.
В процессе своих исследований Кювье заинтересовался историей Земли, земных животных и растений. Он потратил многие годы на ее изучение, сделав при этом много ценных открытий. В результате проделанной им огромной работы он пришел к трем безусловным выводам:
- Земля на протяжении своей истории изменяла свой облик;
- одновременно с изменением Земли изменялось и ее население;
- изменения земной коры происходили и до появления живых существ.
Совершенно бесспорным для Кювье было убеждение в невозможности возникновения новых форм жизни. Он доказал, что современные нам виды живых организмов не изменились, по крайней мере, со времени фараонов. Вытекающая отсюда оценка возраста Земли казалась по тем временам невообразимо огромной. Но самым существенным возражением против теории эволюции Кювье считал видимое отсутствие переходных форм между современными животными и теми, останки которых он находил при раскопках.
Однако многочисленные палеонтологические данные неопровержимо свидетельствовали о смене форм животных на Земле. Реальные факты вступали в противоречие с библейской легендой. Первоначально сторонники неизменности живой природы объясняли такое противоречие очень просто:
вымерли те животные, которых Ной не взял в свой ковчег во время всемирного потопа. Но ненаучность ссылок на библейский потоп стала очевидной, когда была установлена разная степень древности вымерших животных. Тогда Кювье выдвинул теорию катастроф. Согласно этой теории причиной вымирания были периодически происходившие крупные геологические катастрофы, уничтожавшие на больших территориях животных и растительность. Потом территории заселялись видами, проникавшими из соседних областей. Последователи и ученики Кювье, развивая его учение, пошли еще дальше, утверждая, что катастрофы охватывали весь земной шар. После каждой катастрофы следовал новый акт божественного творения. Таких катастроф и, следовательно, актов творения они насчитывали 27.
Теория катастроф получила широкое распространение. Однако целый ряд ученых выражали свое критическое отношение к ней. Бурным спорам между приверженцами неизменности видов и сторонниками стихийного эволюционизма положила конец глубоко продуманная и фундаментально обоснованная теория образования видов, созданная Ч. Дарвином и А. Уоллесом.

ЭВОЛЮЦИОННАЯ ТЕОРИЯ Ч.ДАРВИНА

В ходе изложения предыдущих тем мы довольно часто пользовались понятием «эволюция», которое чаще всего отождествлялось с развитием. В современной науке это понятие получило очень широкое распространение, но во всех случаях использования его под эволюцией подразумевается процесс длительных, постепенных, медленных изменений, которые в конечном итоге приводят к изменениям коренным, качественным, завершающимся возникновением новых организмов, структур, форм и видов. Именно такое понимание термина «эволюция» было дано английским биологом Чарльзом Дарвином в его эволюционной теории.
Идея постепенного и непрерывного изменения всех видов растений и животных высказывалась многими учеными задолго до Дарвина. Но с опубликованием его труда «Происхождение видов путем естественного отбора» в 1859 г. начался третий период становления идеи развития в биологии. Это было революционным переломом в биологии, утвердившим в ней окончательно идею развития и превратившим ее в руководящий метод научного познания. Но это было и время острой идейной борьбы между различными эволюционными течениями.
Для признания эволюционной идеи и утверждения дарвинизма, кроме фактических доказательств эволюции, требовалось показать, как осуществляется эволюция и в чем заключаются причины объективной целесообразности живого. Эти проблемы были решены Дарвином в учении о естественном отборе.
Опираясь на огромный фактический материал и практику селекционной работы по выведению новых сортов растений и пород животных, Дарвин пришел к выводу, что в природе любой вид животных и растений стремится к размножению в геометрической прогрессии. В то же время число взрослых особей каждого вида остается относительно постоянным. Следовательно, в природе происходит борьба за существование, в результате которой накапливаются признаки, полезные для организма и вида в целом, а также образуются новые виды и разновидности. Остальные организмы гибнут в неблагоприятных условиях среды. Таким образом, борьба за существование -это совокупность многообразных и сложных взаимоотношений, существующих между организмами и условиями среды. Она бывает трех типов: межвидовой, при которой успех одного вида означает неуспех другого; внутривидовой, наиболее острой в силу того, что у особей одного вида одинаковые потребности; и борьбой с неблагоприятными условиями внешней среды. В борьбе за существование выживают и оставляют потомство индивидуумы и особи, обладающие таким комплексом признаков и свойств, который позволяет наиболее успешно конкурировать с другими. Таким образом, в природе происходят процессы избирательного уничтожения одних особей и преимущественного размножения других - естественный отбор, или выживание наиболее приспособленных. При изменении условий внешней среды полезными для выживания могут оказаться какие-то иные, чем прежде, признаки. В результате меняется направление отбора, перестраивается структура вида, благодаря размножению широко распространяются новые признаки - появляется новый вид. Полезные признаки сохраняются и передаются последующим поколениям, так как в живой природе действует фактор наследственности, обеспечивающий устойчивость видов.
Однако в природе нельзя обнаружить два одинаковых, совершенно тождественных организма. Все многообразие живой природы является результатом процесса изменчивости, то есть превращений организмов под влиянием внешней среды. Дарвин считал возникновение новых видов длительным процессом накопления полезных индивидуальных изменений, увеличивающихся из поколения в поколение. Это связано с тем, что жизненные ресурсы (пища, места для размножения и т.д.) всегда ограниченны. Поэтому самая ожесточенная борьба за существование происходит между наиболее сходными особями. Напротив, между различающимися в пределах одного вида особями одинаковых потребностей меньше, а конкуренция слабее. Поэтому несхожие особи имеют преимущества в оставлении потомства. С каждым поколением различия становятся все более выраженными, а промежуточные формы, сходные между собой, вымирают. Так из одного вида образуется несколько новых. Явление расхождения признаков, ведущее к видообразованию, Дарвин называл дивергенцией. Нарастающая дивергенция ранее сходных форм способствует постепенному увеличению многообразия живого путем превращения внутривидовых форм в виды, видов - в роды и т.д.
Дарвин различает два типа изменчивости. Первый он называет «индивидуальной» или «неопределенной» изменчивостью. Она передается по наследству. Второй тип он характеризует как «определенную» или «групповую» изменчивость. Ей подвержены те группы организмов, которые оказываются под воздействием определенного фактора внешней среды. Позднее в биологии неопределенные изменения стали называть мутациями, а «определенные» - модификациями.
Тем самым, с точки зрения теории эволюции, все многообразие живой природы является результатом действия трех взаимосвязанных факторов: наследственности, изменчивости и естественного отбора. Эти выводы основаны на трех основных принципах данной теории:
- в любой популяции, виде живых организмов наблюдается изменчивость составляющих ее особей;
- некоторые из этих изменений унаследованы от родительских особей, получены от рождения, а другие являются результатом приспособления к окружающей среде, приобретены в течение жизни;
- рождается, как правило, значительно большее число организмов, чем доживает до размножения: многие гибнут на стадии семян, зародышей, птенцов, личинок. Выживают лишь те организмы, которые получили по наследству полезный в данных условиях жизни признак.
Таким образом, Дарвин последовательно решил проблему детерминации органической эволюции в целом, объяснил целесообразность строения живых организмов как результат естественного отбора. Он показал, что эта целесообразность всегда носит относительный характер, так как любое приспособление оказывается полезным только в конкретных условиях существования. Этим он нанес серьезный удар идеям телеологии в естествознании.
Заслугой Дарвина было признание также того факта, что под действие отбора могут попасть как отдельные особи, так и целые группы. Тогда отбор сохраняет признаки и свойства, невыгодные для отдельной особи, но полезные для группы особей или вида в целом. Примером такого приспособления служит жало пчелы -ужалившая пчела оставляет жало в теле врага и погибает, но гибель особи способствует сохранению пчелиной семьи. Это привело к появлению популяционного мышления в биологии, являющегося основой современных представлений.
Слабым местом в теории Дарвина были представления о наследственности, которые подвергались серьезной критике его противниками. Действительно, если эволюция связана со случайным появлением изменений и наследственной передачей приобретенных признаков потомству, то каким образом они могут сохраниться и даже усиливаться в дальнейшем? Ведь в результате скрещивания особей с полезными признаками с другими особями, которые ими не обладают, они передадут эти признаки в ослабленном виде. В конце концов в течение ряда поколений случайно возникшие изменения должны ослабнуть, а затем и вовсе исчезнуть. Сам Дарвин вынужден был признать эти доводы убедительными, при тогдашних представлениях о наследственности их невозможно было опровергнуть. Вот почему в последние годы жизни он стал все больше подчеркивать воздействие на процесс эволюции направленных изменений, происходящих под влиянием определенных факторов внешней среды.
В дальнейшем были выявлены и некоторые другие недостатки теории Дарвина, касающиеся основных причин и факторов органической эволюции. Эта теория нуждалась в дальнейшей разработке и обосновании с учетом последующих достижений всех биологических дисциплин.
Теорией Дарвина завершились длительные поиски естествоиспытателей, которые пытались найти объяснение многим чертам сходства, наблюдаемым у организмов, относящихся к разным видам. Дарвин объяснил это сходство родством и показал, как идет образование новых видов, как происходит эволюция - направленный процесс, связанный с выработкой приспособлений по мере прогрессивного усложнения строения и функций животных и растений.
С возникновением дарвинизма на первый план биологических исследований выдвинулись четыре задачи: 1) сбор доказательств самого факта эволюции; 2) накопление данных об адаптивном характере эволюции и единстве организационных и приспособительных признаков; 3) экспериментальное изучение взаимодействия наследственной изменчивости, борьбы за существование и естественного отбора как движущей силы эволюции; 4) изучение закономерностей видообразования и макроэволюции.
В результате развития эволюционной теории во второй половине XIX века основные успехи были достигнуты в двух областях. Окончательно был доказан принцип эволюции на фактическом материале из разных отраслей эволюционной биологии, сформировавшихся на основе объединения классических наук (палеонтологии, морфологии, физиологии, эмбриологии, систематики) с дарвинизмом. Было показано, что эволюция имеет адаптивный характер, и положено начало изучению отбора как причины формирования адаптации. В итоге две поставленные перед дарвинизмом задачи в целом оказались выполненными.
Но как ни велико было значение этих исследований для укрепления эволюционной теории, они лишь косвенным образом доказывали правильность дарвиновской концепции причин эволюции. Следует отметить, что довольно длительное время слабой была экспериментальная база дарвинизма, которая позволила бы убедительно доказать, что отбор действительно является основной движущей силой адаптациогенеза и видообразования. Это обстоятельство во многом способствовало формированию широкого фронта антидарвинизма, отрицавшего творческую роль отбора. Философскую основу всех антидарвинистских концепций составляли самые разные течения от механистического материализма до объективного идеализма. Антидарвинизм второй половины XIX - начала XX веков был представлен двумя главными течениями - неоламаркизмом и концепциями телеогенеза. Борьба с ними, а также поиск экспериментальных доказательств отдельных факторов естественного отбора составили содержание четвертого этапа в истории становления идеи развития в биологии. Он продолжался до начала 30-х годов XX века.

АНТИДАРВИНИЗМ КОНЦА XIX-НАЧАЛА XX ВЕКА