Оформление взглядов о живом в специальную науку

     Дарвин  опубликовал свою книгу «Происхождение видов путем естественного отбора», она   разошлась  в  первый  же  день,  и,  говорят,  по  своему  воздействию  на человеческое  мышление уступала только Библии. Эти идеи вызвали бурные дискуссии в  обществе  и  церкви.  Уоллес  отрицал  приложимость  отбора  к «возникновению человеческих   способностей»,   а   Э.  Геккель, страстный сторонник Дарвина, назвавший  его «Ньютоном органического мира», прилагал идею естественного отбора к  развитию общества. Ботаник А. Н. Бекетов в работе «Гармония в природе» (1858) привел  обширные  материалы об изменении растений в разных условиях и выделил их борьбу  за  существование.  Русский  князь,  географ  и  геолог П. А. Кропоткин, известный  как  теоретик  анархизма,  много  путешествующий  по Сибири, наблюдал перемещения  больших масс животных, спасающихся от стихийных бедствий. На основе этого он выделил в качестве факторов эволюции взаимопомощь и кооперацию.  Так  пришли  к  представлению  о  том,  что  органический мир представляет некое единство,   имеет   свою  историю,  а  его  нынешнее  состояние  есть  результат предшествующего.  Заслуга  Дарвина  в том, что из сопоставления фактов борьбы за существование  и всеобщей изменчивости свойств и признаков он вывел неизбежность избирательного  уничтожения  одних  особей  и размножения других — естественного отбора.   Начинаясь   с   наблюдения,  познание  жизни  продолжалось  на  уровне мыслительных  процессов.  В классической биологии эксперимент еще не был методом познания   живого.   Механистический   детерминизм   игнорировал  функциональное единство  живых систем, а телеологический подход основывался на целесообразности организмов.  С  теории  эволюции  Дарвина,  в  основе которой лежал рациональный подход, началось преодоление идеалистической тенденции в биологии.

     Учение   Дарвина   (наследственность,  изменчивость  и  естественный  отбор)  за несколько  лет  вытеснило  все антиэволюционные и креацианистские концепции. При этом  сопоставляли  данные  палеонтологии,  сравнительной анатомии и эмбриологии (метод Геккеля). Данные палеонтологии доказывали существование эволюции живого. Это  показал  еще  В. О. Ковалевский на примере развития вида лошадей, обнаружив существование  предка  с  пятипалой  конечностью,  жившего  60  млн  лет  назад.

     Последовательные  ряды  ископаемых  животных  он выстроил в ряд для наглядности эволюционных  изменений.  (Такие  ряды называют филогенетическими.) До конца XIX в.  эволюционные  идеи  овладевали  умами,  строились филогенетические древа для всех   крупных   групп   растений  и  животных.  Существуют  и  эмбриологические доказательства  эволюции. Закон Геккеля — Мюллера утверждает, что каждая особь в своем  индивидуальном  развитии  (онтогенезе)  повторяет историю развития своего вида  (филогенез). К доказательствам относят и наличие рудиментальных органов, и явления  атавизма.  Существуют  и  биогеографические  доказательства:  сравнение животного  и  растительного  мира  разных  континентов  показывает, что различия внутри  вида  тем  больше,  чем  дольше  длилась  их изоляция. Биоразнообразие — неизбежный результат отбора.

     В   результате   изучения   эволюции  групп  (макроэволюции)  сформировался  так называемый  классический  дарвинизм: установлена необратимость эволюции, принцип мультифункциональности   органов   и   эволюции  органов  путем  смены  функции, биогенетический закон и др.

     Эмпирические   предпосылки   эволюционной   теории  обусловливались  всем  ходом развития   палеонтологии,   эмбриологии,  сравнительной  анатомии,  систематики, физиологии,   биогеографии,   геологии,   других   наук,  а также достижениями селекционной  практики во второй половине XVIII — первой половине XIX в. Большое значение  для  утверждения  теории  развития имела идея единства растительного и животного  миров.  Содержанием  этой  идеи  являлось  представление  о  том, что единство   органического  мира  должно  иметь  свое  морфологическое  выражение, проявляться  в  определенном  структурном  подобии  организмов.  В 1830-е гг. М. Шлейден  и  Т.  Шванн  разработали  клеточную  теорию,  в соответствии с которой образование   клеток   является   универсальным  принципом  развития  любого  (и растительного,   и  животного)  организма;  клетка.—  неотъемлемая  элементарная основа любого организма.

     Чарльз  Дарвин  в  создании  своей  эволюционной теории опирался на колоссальный эмпирический  материал,  собранный  как  его предшественниками, так и им самим в ходе  путешествий,  прежде  всего  кругосветного путешествия на корабле «Бигль».

     «Путешествие   на  «Бигле»,  —  писал  Дарвин  в  автобиографии,  — было  самым значительным  событием  моей  жизни,  определившим весь мой дальнейший жизненный путь».  Именно  анализ  разновозрастной  фауны  Южной  Америки  и  Галапагосских островов  привел  его  к  представлению об эволюции в пространстве и во времени, открытию  принципа дивергенции (расхождения признаков у потомков общего предка), нацелил на выявление движущих факторов эволюции.

     Основные  эмпирические  обобщения,  наталкивающие  на идею эволюции органических форм,  Дарвин  привел  в  работе «Происхождение видов» (1859). Дарвин был с юных лет  знаком с эволюционными представлениями, неоднократно сталкивался с высокими оценками  эволюционных  идей.  В  своем  творчестве он опирался на представление (сформировавшееся  в недрах униформизма) о полной познаваемости закономерностей развития  природы,  возможности их объяснения на основе доступных для наблюдения  сил,  факторов,  процессов.  Дарвину  всегда  были присущи антикреационистские и антителеологические  воззрения;  он  отрицательно относился к антропоцентризму и был  нацелен  на  рассмотрение  происхождения  человека как части, звена единого эволюционного  процесса.  Определенную конструктивную роль в выработке принципов селекционной   теории   эволюции   сыграло  утверждение  (сформулированное  Т.Р. Мальтусом)  о  том,  что  имеется  потенциальная возможность размножения особей каждого вида в геометрической прогрессии.

     Свою  теорию  Дарвин  строит  на  придании  принципиального значения таким давно известным   до   него  фактам,  как  наследственность  и  изменчивость.  От  них отталкивался  и  Ламарк, непосредственно связывая эти два понятия представлением о  приспособлении.  Приспособительная  изменчивость  передается  по наследству и приводит  к  образованию  новых  видов  –  такова  основная идея Ламарка. Дарвин понимал,   что   непосредственно   связывать  наследственность,  изменчивость  и приспособляемость нельзя.

     Дарвин  разграничивает два вида изменчивости — определенная и неопределенная.

     Определенная  изменчивость (в современной терминологии — адаптивная модификация) –  способность всех особей одного и того же вида в определенных условиях внешней среды  одинаковым  образом  реагировать  на эти условия (климат, пищу и др.). По современным  представлениям,  адаптивные  модификации не наследуются и потому не могут  поставлять  материал  для  органической  эволюции.  (Дарвин допускал, что определенная   изменчивость  в  некоторых  исключительных  случаях  может  такой материал поставлять.)

     Неопределенная  изменчивость  (в современной  терминологии -мутация) предполагает существование  изменений  в  организме,  которые происходят  в самых различных направлениях.  Неопределенная  изменчивость  в  отличие  от  определенной  носит наследственный   характер,   и   незначительные  отличия   в первом  поколении усиливаются   в   последующих.   Неопределенная  изменчивость  тоже  связана с изменениями  окружающей  среды,  но  уже  не непосредственно, что характерно для адаптивных  модификаций,  а опосредованно. Дарвин подчеркивал, что решающую роль в эволюции играют именно неопределенные изменения.

     Сейчас  мы понимаем, что неопределенная изменчивость связана обычно с вредными и нейтральными  мутациями,  но  возможны  и  такие мутации, которые в определенных условиях   оказываются  перспективными,  способствуют  органическому  прогрессу.

     Дарвин  не  ставил  вопроса  о конкретной природе неопределенной изменчивости. В этом  проявилась его интуиция гениального исследователя, осознающего, что еще не пришло  время  для  понимания  этого  феномена.  Высказанные  им  соображения  о «пангенезисе»  носили  откровенно  натурфилософский  характер,  что  было ясно и самому Дарвину.

     Кроме   того,   в   цепь  наследственность  –  изменчивость  Дарвин  вводил  два посредствующих звена.

     Первое  звено  связано  с  понятием  «борьба  за существование». Оно отражает то обстоятельство,  что  каждый  вид  производит  больше особей, чем их выживает до взрослого  состояния;  среднее  количество взрослых особей находится примерно на одном  уровне;  каждая  особь  в  течение  своей жизнедеятельности вступает  в множество  отношений  с  биотическими и абиотическими факторами среды (отношения между   организмами   в   популяции,   между   популяциями  в  биогеоценозах,  с абиотическими факторами среды и др.).

     Второе  посредствующее  звено, отличающее теорию эволюции Дарвина от ламаркизма, состоит  в  представлении о естественном отборе как механизме, который позволяет выбраковывать  ненужные формы и образовывать новые виды. Борьба за существование неизбежно  приводит  к  гибели  определенного  числа особей в каждом поколении и выборочному  участию  особей  в  размножении. В результате размножаются наиболее приспособленные  особи  каждого  вида, передающие из поколения в поколение новые свойства.  Накопление  новых  свойств приводит к видообразованию и прогрессивной эволюции  органического  мира.  Таким  образом,  естественный отбор — творческая сила;  он  является  движущим фактором эволюции, причиной ее протекания. Тезис о естественном  отборе  является  ведущим  принципом  дарвиновской теории, который позволяет  разграничить  дарвинистские и недарвинистские трактовки эволюционного процесса.

     Успехи  селекционной  практики  (главной  стороной  которой  является сохранение особей  с  полезными, с точки зрения человека, свойствами, усиление этих свойств из  поколения  в  поколение,  осуществлявшееся  в  процессе ведущегося человеком искусственного   отбора)  послужили  той  эмпирической  базой,  которая  привела Дарвина  к  идее естественного отбора. Прямых доказательств естественного отбора у   Дарвина   не  было,  такие  доказательства  были  получены  позже;  вывод  о существовании   естественного   отбора   он   делал   по   аналогии   с  отбором искусственным.

     Таким образом, дарвиновская теория эволюции опирается на следующие принципы: борьбы за существование; наследственности и изменчивости; естественного отбора. 

4. Возникновение генетики. Кризис дарвинизма.

     В  первой половине XIX в. стали складываться непосредственные предпосылки учения о  наследственности  и  изменчивости  —  генетики.  Качественным  рубежом здесь, по-видимому,  оказались  два события. Первое — создание клеточной теории. Старая (философская,  идущая от XVIII в.) идея единства растительного и животного миров должна  была  получить  конкретно-научное  выражение  в  форме  теории,  которая базируется  на  том,  что  инвариантные характеристики органического мира должны иметь  свое  морфологическое  выражение,  проявляться в определенной структурной гомологии организмов.

     Второе  событие  — выделение объекта  генетики, т.е. явлений наследственности как специфической  черты  живого,  которую не следует растворять в множестве свойств индивидуального  развития  организма.  Такой подход сформулирован у О. Сажрэ и в полной мере получил свое развитие в творчестве Г. Менделя.

     Создание  клеточной  теории  было  важнейшим  шагом  на  пути разработки научных воззрений  на наследственность и изменчивость. Познание природы наследственности предполагало  выяснение вопроса, что является универсальной единицей структурной организации  растительного  и  животного миров. Ведь инвариантные характеристики органического  мира  должны  иметь и свое структурное выражение. Фундаментальной философской  идеей,  которая  привела  к  открытию  клетки,  была  идея единства растительного  и  животного  миров;  она  пробивала  себе  дорогу в общественном сознании  еще  в  XVII в., начиная с трудов Р. Декарта, Г.В. Лейбница, а позже — французских  материалистов  XVIII  в.,  особенно Д. Дидро, Ж. Ламетри и др. Как четкий  ориентир  для  биологических  исследований  она была сформулирована К.Ф. Вольфом, Л. Океном, Ж. Бюффоном, И.В. Гете, Э. Жоффруа Сент-Илером и др.

     Следующий  шаг  на  этом  пути  состоял  в  том, чтобы от  общей идеи единства органического  мира  прийти  к  выводу,  что  такое  единство  должно иметь свое морфологическое  выражение,  проявляться  в  определенной  структурной гомологии организмов.  Именно  в  этом направлении работали многие ученые (П.Ж. Тюрпен, Я. Пуркине,   Г.  Валентин,  А.  Дютроше  и  др.),  но  только  Т.  Шванну  удалось окончательно   прояснить   данный   вопрос.   Трудность   состояла  в  том,  что растительные  и  животные  клетки, с одной стороны, а также клетки разных тканей животных  — с другой, выглядят мало похожими друг на друга, если использовать те приборы,  которые  были  в  распоряжении  биологов начала XIX в. Сходным и легко различимым  элементом  всех клеток является ядро. Мысль об этом сформулировал М. Шлейден.   Опираясь  на  нее,  Т.  Шванн  разработал  основные  положения  своей клеточной   теории.  В  основе  ее  лежало  утверждение,  что  клеткообразование - универсальный  принцип развития организма или, как писал Шванн, «всем отдельным элементарным   частицам   всех  организмов  свойствен  один  и  тот  же  принцип развития».  Таким  образом,  клетка была выделена как универсальная инвариантная единица строения организма.

     Ближайшим   следствием   из   основ  клеточной  теории  стало  представление,  в соответствии  с  которым процесс клеткообразования регулируется каким-то единым, универсальным  механизмом,  за  которым  скрывается  загадка  наследственности и изменчивости.  Указание  на  существование  такого  механизма, по сути, являлось первым  шагом  на  пути  выделения  качественно  своеобразной предметной области учения  о  природе  наследственности. Другими словами, создание клеточной теории позволяло «выйти» на объект генетики.