Эволюционная теория Ч. Дарвина

Считается, что создание эволюционной теории началось в 1831 г., когда молодой англичанин Чарлз Дарвин отправился в кругосветное плавание. Через пять лет он привез оттуда огромное количество материалов, подтверждающих его убежденность в том, что все виды живого изменчивы, и современное состояние растительного и животного царств является результатом постепенного, длительного и сложного процесса развития органического мира. В течение двадцати лет он работал над доказательством своей гипотезы эволюции органического мира, не публикуя никаких результатов своей работы.

Доказательства в пользу эволюционной теории также искал и Альфред Уоллес, который в одной из своих работ предположил, что виды могут изменяться. На формирование его взглядов оказало большое влияние прочтение книги английского ученого Томаса Мальтуса «Опыт закона о народонаселении». Именно Мальтус выдвинул предположение, что каждая популяция стремится к максимальному размножению, которое идет в геометрической прогрессии, но естественным препятствием такому безудержному размножению является недостаток средств существования, которые даже у человека увеличиваются лишь в арифметической прогрессии. Таким образом, природа контролирует численность популяций, приводя к гибели лишних особей. Важнейшей догадкой Уоллеса по прочтении этой книги стала идея о выживании не случайных особей из популяции, а наиболее приспособленных к условиям своего существования.

Идея о постепенном и непрерывном изменении всех видов растений и животных высказывалась многими учеными задолго до Дарвина, в частности Ламарком и Эразмом Дарвином (дедом Чарлза Дарвина). Поэтому само понятие эволюции – процесса длительных, постепенных, медленных изменений, в конечном итоге приводящих к коренным, качественным изменениям – возникновению новых организмов, структур, форм и видов, проникло в науку еще в конце XVIII в. Заслугой Дарвина и Уоллеса стало открытие механизма появления новых живых существ без участия Бога. Так было сформулировано учение 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. Так, самка трески мечет семь миллионов икринок, из которых выживает лишь 2%. 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, сложных взаимоотношений, существующих между организмами и условиями среды. Она бывает трех видов:

– межвидовая – в ней успех одного вида означает неудачу другого;

– внутривидовая – наиболее острая форма борьбы, выражающаяся в противоборстве особей одного вида в процессе удовлетворения одинаковых потребностей;

– борьба с неблагоприятными условиями окружающей 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 особями. Таким образом, в природе происходит процесс избирательного уничтожения одних особей и преимущественного размножения других – естественный отбор, или выживание наиболее приспособленных.

При изменении условий внешней среды полезными для выживания могут оказываться каждый раз новые 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, что появление новых видов связано с 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 схожими особями. Напротив, между различающимися в пределах одного вида особями одинаковых потребностей меньше, а конкуренция слабее. По этой причине несхожие особи имеют преимущество 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 видов. Явление расхождения признаков, ведущее к видообразованию, Дарвин назвал 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:

– индивидуальную, или неопределенную изменчивость – она передается по наследству, позже эту изменчивость назовут мутацией;

– определенную, или групповую изменчивость – она затрагивает те группы организмов, которые оказываются под воздействием определенных факторов внешней среды; позже эту изменчивость назовут модификацией.

Таким образом, 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 или виде живых организмов наблюдается изменчивость составляющих его 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, а не как их стремление к самосовершенствованию, как говорил Ламарк. Также он показал, что эта целесообразность носит всегда относительный характер, так как любое приспособление оказывается полезным только в конкретных условиях существования. Этим он нанес серьезный удар по идеям телеологизма в естествознании.

Кроме того, Дарвин подчеркивал, что элементарной единицей эволюции является не отдельная особь, как у Ламарка, а группа таких особей – вид. Иными словами, под действие естественного отбора могут подпасть 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. Такой подход привел к появлению популяционного мышления в биологии, являющегося основой современных представлений об эволюции.

Наряду с несомненными достоинствами в теории Дарвина были и существенные недостатки. Слабое место в теории Дарвина – 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 усилиться в дальнейшем? Ведь в результате скрещивания особей, обладающих полезными признаками, с другими особями, которые ими не обладают, они передадут эти признаки в ослабленном виде. В конце концов, в течение ряда поколений эти случайно возникшие изменения должны будут ослабнуть, а затем и вовсе исчезнуть. Так стакан молока растворится в бочке воды почти без следа. Этот вывод был получен с помощью элементарных арифметических подсчетов британским инженером и физиком Ф. Дженкиным в 1867 г. Сам Дарвин был вынужден признать эти доводы убедительными, при тогдашних представлениях о наследственности их было невозможно 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.