Становление эволюционного учения

Эволюция - это развитие организмов во времени, историческая трансформация живого на Земле, ее результат - все многообразие форм живого. Эволюционный подход к познанию живого, основанный на движущих силах и законах эволюции, необходим не только для развития специальных биологических наук, но также для предвидения результатов все большего вмешательства человека в процессы, идущие в биосфере Земли.

Идея об изменяемости органического мира, идея эволюции " стара как мир". Эта идея прослеживается во взглядах древних философов Индии, Китая, Египта, Греции. Так, в Индии школы гарваков и сакхья в начале 1 тысячелетия до н.э. утверждают идеи эволюции всего материального мира, в том числе и органического.

Наблюдаемая в природе иерархия живых форм привела к идее " лестницы существ" (Аристотель, Лейбниц, Боннэ) и в дальнейшем позволила усмотреть явления эволюции (Бюффон, Ламарк, Сент-Илер и др.). Эти ранние эволюционисты только отмечали факты изменения органических форм, прямых доказательств существования в природе эволюции не было. Ж.Б.П. Ламарк (так и не преодолевший телеологический и натурфилософский подход) был первым естествоиспытателем, создавшим целостную концепцию эволюции, содержавшую описание предпосылок (изменчивость и наследственность) и причины эволюции (внутренний закон прогресса и изначальная целесообразность). В 1809 году он декларировал эволюцию, не предлагая никакого разумного объяснения ее неизбежности.

Была построена система животных и растений на основе, заложенной еще в середине XVIII в. К. Линнеем. Накопился большой материал о внутривидовой изменчивости организмов, в ХIХ в. стали появляться обобщения биогеографического характера (Гумбольдт, Н. Северцев), еще раньше возникла и стала развиваться эмбриология (Вольф, Бэр и др.), возникает современная палеонтология (Ж. Кювье и др.), концепция Ч. Ляйеля о геологической эволюции Земли. Накопившийся огромный фактический материал требовал обобщения, и к середине ХIХ в. идея эволюции органического мира получила широкое распространение среди многих ученых, но при этом трудность заключалась не в принятии самой идеи эволюции, а во вскрытии естественно-научной причины этого процесса.

От дарвинизма к генетике

Используя индуктивный метод, Ч. Дарвин приходит к выводу (1858-1859 гг.) об объективно существующем в природе размножении особей каждого вида в геометрической прогрессии (юных особей всегда больше, чем взрослых, но до взрослого состояния доживает лишь их незначительная часть). Дедуктивный вывод Ч. Дарвина - большая часть особей гибнет в " борьбе за существование". Далее, опять же индуктивным методом, он приходит к другому важному выводу: в потомстве одной пары родителей нет двух одинаковых особей; всеобщая изменчивость признаков и свойств характерна для всех живых организмов. Сопоставляя два сделанных вывода - о перепроизводстве потомства и о всеобщей изменчивости, - он приходит к главному заключению: в процессе борьбы за существование особи уничтожаются избирательно; так был открыт принцип естественного отбора. Гениальность Ч. Дарвина в том, что среди множества сложных зависимостей и явлений в природе он сумел выделить и оценить роль процессов отбора как главного механизма эволюции.

Эволюционный подход становится всеобщим во всех отраслях биологии, но в то же время происходит (конец ХIХ в.) своеобразное возрождение старых натурфилософских концепций, что приводит к появлению виталистических и неоламарксистских концепций. Причины были в наличии слабых мест в теории дарвинизма:

- голословность в описании деталей естественного отбора;

- гипотеза " пангенезиса" оказалась несостоятельной;

- ряд работ показал неэффективность отбора в " чистых линиях";

- открытие скачкообразного (мутационного) изменения многих признаков и свойств противоречило положению дарвинизма о том, что " природа не делает скачков".

Теория Дарвина оказалась недостаточно разработанной с генетической точки зрения. Разработка генетических аспектов эволюционного процесса проводилась, что и привело к созданию Г. де Фризом и С.И.Коржинским мутационной теории эволюции, в которой основным фактором эволюции были мутации, скачкообразно приводящие к возникновению новых разновидностей, а затем и видов. В 1908 году было сформулировано " правило Харди", суть которого в том, что исходя из дискретного характера наследственного материала в генофонде популяции, никакие наследственные изменения бесследно исчезнуть не могут.

Важнейшим этапом в развитии современного эволюционизма явилась работа С.С. Четверикова (1926 г.), показавшего неизбежность глубокой и постоянной гетерогенности любой природной популяции, которая и служит генетической основой эволюционного процесса. Эмпирически на природных популяциях дрозофил это положение было подтверждено и положило начало популяционной генетике (Н.В. Тимофеев-Ресовский, 1927 г.).

Работы Н.И. Вавилова о законе гомологических рядов наследственной изменчивости, о генетической интерпретации линнеевского вида и центрах происхождения культурных растений сыграли большую роль в дальнейшем развитии синтеза эволюционного учения с современной генетикой. Как результаты синтеза генетики и дарвинизма (которые развивались долго порознь и даже противостояли друг другу) возникает учение о микроэволюции, углубляется направление макроэволюции. Благодаря трудам В.И. Вернадского в начале века начинает развиваться учение об эволюции биосферы.

Мутационный процесс является спонтанным, возникают самые разнообразные мутации, осуществляя в классической форме " неопределенную изменчивость" Дарвина. Эволюция по Дарвину - это превращение изменчивости среди особей в изменчивость систематических групп, то есть переход индивидуальной изменчивости в популяционно-видовую. У него развитие носит линейный характер. Основоположник мутационной теории Г. де Фриз писал, что вид возникает одним скачком без всякого перехода между старым и новым. Скачкообразные изменения появляются не в единичных экземплярах, а в значительном числе особей и они устойчивы. Мутационная теория де Фриза в его понимании противоречила дарвинизму всем своим содержанием.

Существует биохроническое уравнение, где описывается соотношение мутационного периода и периода покоя. Г. де Фриз вместе с другими учеными Э. Чермаком, К. Корренсом, Бэтсоном переоткрыли генетические законы Г. Менделя, с именем которого связано становление науки генетики, достижения которой легли в основу современной эволюционной теории. Заслуга Менделя в области генетики заключается прежде всего в четком изложении и описании законов генетики, которые в честь своего первооткрывателя были названы законами Менделя (три закона). Он соединил две науки: математику (вероятностно-статистический метод) и биологию (гибридизационный метод). Мендель сформулировал вероятностно-статистические закономерности наследственности и построил гипотезу соотношения наследственных факторов и чистоты гамет, создав тем самым основу теоретической науки генетики. Им были отмечены следующие факты: явление случайности в наследственности; он обратил внимание на половые клетки как носители наследственного материала; использовал алгебраическую символику. Менделизм стали рассматривать как антидарвинизм, так как у Менделя рассматривался механизм сохранности наследственности, исследование носило аналитический характер, явления наследственности анализировались на уровне частного - организма, основным состоянием системы считалась статика. У Дарвина анализировался механизм изменчивости наследственности, исследование носило синтетический характер, явления наследственности и изменчивости рассматривались на уровне общего - вида, основное состояние системы - динамика. Кроме того, в генетических законах Менделя отсутствует фактор времени, у Дарвина эволюция - это процесс во времени. На самом деле, как часто случалось до и после в науке, эти два направления дополняли друг друга, и объединение эволюционной теории и теории наследственности породило новый этап развития эволюционного учения - синтетическую теорию эволюции.