Универсализм механизмов и факторов эволюции

Существуют общие закономерности, проявляющиеся не только в структурообразовании, но и в функционировании, а так же в механизме эволюции разных природных систем.

Эволюционному естествознанию известно несколько механизмов новообразований, среди которых наиболее распространенными в природе считаются дивергенция и конвергенция. Дивергенция - это такой путь эволюции, при котором новые формы образуются в результате расхождения признаков организмов (отпочкование от одного ствола), вызываемого отбором. Дивергентный тип эволюции живого считается преимущественным сторонниками теории селектогенеза в биологии. Явление конвергенции - приобретение в ходе эволюции сходного строения и функций неродственными организмами (сближение признаков) классическим дарвинизмом не принималось во внимание. Сторонникам этого направления, конечно, были известны явления, которые нельзя было объяснить дивергенцией, но эти явления рассматривали как исключение.

Например, ихтиозавр (ископаемая рептилия, обитавшая в морях юрского периода) по форме удивительно напоминает современное морское млекопитающее - морскую свинью. Во времени этих животных отделяют, по крайней мере, тридцать миллионов лет. И если учесть современное многообразие форм, то общность происхождения вряд ли можно рассматривать как серьезный аргумент для объяснения сильного сходства. Тем более их сходство не только внешнее, детеныши ихтиозавров тоже вылуплялись из яйца в теле самки, как и детеныши морской свиньи. Или другой пример. Летающие ящеры, птеродактили, во многом обнаруживают поразительные сходства с птицами, хотя доказано, что они не являются предками птиц.

Эти и другие данные палеонтологии настойчиво указывали на существование сходств явно не филогенетического характера. С другой стороны, с позиции филогении птиц надо объединить с крокодилами, они произошли от общего ствола, но морфологического сходства между ними нет ни малейшего. Явления конвергенции и параллелизма не пользовались популярностью в классическом дарвинизме потому, отмечает А. А. Любищев, что противоречили теоретической установке этой доктрины на генетическое объяснение эволюции: сходство может быть причиной только родства. Кроме того, отбор, как основной фактор эволюции (в дарвинизме), оказывался излишним при объяснении проявления конвергенции и параллелизма в развитии.

Значение конвергентного механизма новообразований отстаивалось с позиций номогенетического толкования эволюции. Существенную поддержку получило представление о конвергентной эволюции в связи с открытием Н. И. Вавиловым закона гомологических рядов. Изучая формы культурных злаков, Н. И. Вавилов обнаружил у разных родов параллельные вариации - "гомологические ряды", предсказал подобные вариации у других злаков и вскоре подтвердил это на практике.

Сторонники номогенеза указывали, что конвергенция не случайное явление. В этой связи Л. С. Берг писал, что конвергенция именно закон эволюции всех организмов, более того, общий закон или, лучше сказать, способ эволюции вообще. Утверждение Л. С. Берга не встретило поддержки, хотя множественное проявление конвергенции, свидетельствующее о неслучайности данного механизма развития, было налицо. Сегодня сторонники селектогенеза видят заслугу приверженцев номогенетической трактовки эволюции в том, что они обратили внимание на механизм конвергенции в биологии [66].

Что же изменилось? Сказав, что прибавилось новых фактов, мы вряд ли правильно ответили бы на поставленный вопрос, фактов в биологии и тогда было достаточно. Кроме того, конвергенция и параллелизм изучались как механизмы геологической эволюции. Думается, что одна из причин заключается в том, что сегодня в естествознании утверждается традиция соотносить понимание эволюции разными дисциплинами, не противопоставлять уровни эволюционного процесса, а видеть, наряду со спецификой, и общность, универсальность, целостность эволюции. Возможно, серьезное отношение геологов к конвергентным процессам и обеспечило внимание к ним биологов.

Идея всеобщности развития, имеющая историю, как философская идея, в естествознании находит свое подтверждение с недавнего времени. Например, общая теория систем обосновывает универсальность ряда механизмов эволюции. Показано, в частности, что явление изоморфизма, приводящее к параллелизму и конвергенции, является просто необходимым следствием системного характера объектов. Противоположное изоморфизму свойство полиморфизма, приводящее к дивергенции, тоже необходимое свойство системности. Ю. А. Урманцев сформулировал правила, указывающие на то, "что должно быть, что может быть, чего не может быть для систем" [67], в рамках которых перечислил способы возможных модификаций, преобразований систем, которых оказалось семь.

Какие из возможных способов новообразований и в каких условиях реализуются в эволюции - вопрос, выходящий за рамки ОТС. Но, определив поле возможных преобразований, ОТС показала, что в эволюционных теориях (селектогенезе, номогенезе и других, в том числе небиологических эволюционных концепциях) выявлены далеко не все механизмы эволюции.

ОТС подтвердила мнение А. А. Любищева относительно того, что дивергенция, конвергенция, параллелизм далеко не исчерпывают многообразие эволюционного процесса. Сам А. А. Любищев указал на существование дополнительно к дивергенции, конвергенции, параллелизму механизма ретикулатной (сетчатой) эволюции, имеющей значение в микроэволюции. Главное, что дала ОТС для понимания механизмов эволюционного процесса, заключается, видимо, все-таки в том, что открыта универсальная закономерность, которой подчиняются механизмы эволюции, установлена их общность для разных форм процесса.

Данные естествознания подтверждают этот вывод общей теории систем. Специалист по теории геологической эволюции И. В. Круть предпринял попытку наметить историческую связь механизмов эволюции. Он указал, что в геологическом процессе дивергенция геосистем выступает отчетливее с повышением уровня организации геовещества [68]. Э. Н. Елисеевым выделены четыре типа механизмов геологической эволюции, точнее, эволюции магмы: дивергентный тип эволюции магмы окраин континентов, конвергентный тип эволюции магмы срединных хребтов, конвергентно-дивергентный тип эволюции магмы активизированных складчатых областей и параллельный тип развития магм в условиях платформы [69].

Общая теория систем позволяет объяснить полиморфизм любых системных объектов, не только биологических, геологических, астрономических, но и химических, cоциальных, объектов лингвистики, теории познания и др. Изоморфизм, наряду с полиморфизмом, встречается среди любых природных тел по той причине, что все они имеют системную природу. В аспекте ОТС удается по-новому взглянуть на противоречие, возникшее между селекционизмом и номотетической трактовкой развития, в частности, относительно дивергентного и конвергентного механизмов эволюции. Полиморфизм, приводящий к дивергенции, и изоморфизм, приводящий к конвергенции, взаимосвязаны, ни одно из этих соотношений не может быть абсолютизировано. Следовательно, в системном аспекте механизмы конвергенции и дивергенции равноправны, хотя это не означает, что не могут возникать акценты по другим причинам.

Универсальным фактором эволюции следует считать, судя по литературе, отбор. Отбор как фактор развития проанализирован наиболее полно на материале биологической эволюции. В дарвиновской теории ему отводится центральное место, поэтому дарвинизм и называют теорией отбора (подбора). Отбор в классическом дарвинизме понимается как выживание, в основе лежит способность организмов быть устойчивыми перед изменениями среды. Согласно современной точке зрения, отбор не способствует новообразованию, он лишь выполняет роль сита, отсортировывая формы, уже возникшие под влиянием мутации или других факторов.

Одним из первых отбор как универсальный механизм эволюции стал отстаивать Г. Спенсер. Он связал действие естественного отбора с механическим принципом. Г. Спенсер писал: "С динамической точки зрения естественный подбор означает изменение структуры по линии наименьшего сопротивления" [70]. В спенсеровской концепции универсальной эволюции такое объяснение причин действия отбора распространялось на всю развивающуюся природу. В начале XX в. А. А. Богданов соотносил отбор с принципом оптимального конструирования, в этом он видел универсальность отбора.

Попытка Г. Спенсера и А. А. Богданова обосновать универсальность отбора как принцип оптимального действия не рассматривалась, да и не могла считаться доказательной, пока не были вскрыты причины, универсальные основания "изменения структур по линии наименьшего сопротивления". Дает ли такие объяснения современная наука? В аспекте общей теории систем проблема отбора трансформируется в проблему полиморфизма - многообразия форм, решение которой не зависит от специфики систем. Действительно, любая система есть полиморфическая модификация. Отбор систем в результате действия факторов среды всегда приводит к устранению неустойчивых полиморфов. Это позволило Ю. А. Урманцеву утверждать, что естественный отбор оказывается лишь биологической реализацией общего отбора - отбора одних и уничтожения других объектов-систем факторами среды, действующими и в неживой, и в живой природе, и в обществе. В свете сказанного становится обоснованным положение о том, что отбор действует не только в специфических формах, но имеет и универсальную тенденцию: образовывать устойчивые структуры, системы, оптимально использующие энергию (Э. Янч), устойчивые полиморфы (Ю. А. Урманцев).

За пределы биологии вышли еще некоторые из открытых ею закономерностей, например, известный биогенетический закон, эмпирическое обобщение, согласно которому индивидуальное развитие особи (онтогенез) является как бы кратким повторением важнейших этапов эволюции группы (филогенеза), к которой эта особь относится. Закон впервые сформулировал Э. Геккель в 1866 г. Он утверждал, что зародыш человека в своем эмбриональном развитии проходит стадии, отвечающие историческому развитию homo sapiens: сначала он напоминает зародыш рыбы, потом амфибии, рептилии, затем примитивных млекопитающих, потом обезьяны и только после этого приобретает собственно человеческие черты. Сегодня закон Геккеля понимается не так однозначно, как его автором (об отклонениях от правила предварения онтогенией филогении будет сказано далее). Важно в контексте нашего исследования показать, что сама идея о соотношении филогении и онтогении нашла развитие не только в биологии.

Применительно к генезису минералов Д. П. Григорьев развил учение об онтогении минералов, противопоставив онтогению филогении, где под онтогенией понимается генезис минеральных индивидов и парагенезисов (совместно расположенных минералов, связанных общностью условий образования). Эта экстраполяция биологической идеи на геологию оказалась весьма продуктивной. Развивая аналогию биологического соотношения "онтогенез - филогенез" с геологическим соотношением "онтогения - филогения", Д. В. Рундквист утверждает, что параллель может быть проведена от биогенетического закона к аналогичной закономерности, фиксируемой в процессе минералообразования.

Такая закономерность, названная Д. В. Рундквистом геогенической, проявляется в том, что в относительно кратковременные периоды времени "части процесса со всеми особенностями повторяют общую эволюцию процесса минералообразования... Процесс развития как бы в сокращенном виде со своим "акцентом" проходит общую историю развития" [71]. Автор замечает, что эта закономерность может быть прослежена в различных масштабах времени, пространства и на разных формах минералообразования. Свое утверждение Д. В. Рундквист подкрепляет многочисленными примерами действия геогенической закономерности.

Возможно, приведенные Рундквистом разнообразия проявлений геогенической закономерности не показались бы убедительными наиболее строгому исследователю, если бы не выделенное автором исключение из общего, индуктивно сформулированного им правила. Это "исключение" и подтверждает наилучшим образом применимость биогенетического закона в геологии. Подчеркнем, что заметным он становится именно в контексте глобального подхода к эволюции, для мышления, основанного на идее глобального эволюционизма.

Д. В. Рундквист сделал вывод, что есть "определенное отличие в понимании закономерностей биогенетического развития и закономерностей, устанавливаемых при анализе минералообразования. В законе Геккеля подчеркивается элемент повторения истории данного индивида (онтогении) общей историей вида (филогенией). В то же время в процессах эндогенного минералообразования с неменьшей отчетливостью устанавливается и другая сторона, проявляющаяся в том, что процесс минералообразования после кульминации как бы в сжатом виде предопределяет дальнейшую тенденцию развития, то есть в зародыше проявляются процессы, которые в последующих образованиях получат более полное выражение. Например, развитие сульфитов в поздних периодах формирования грейзеновых месторождений и последующее самостоятельное развитие сульфидных месторождений и т.п." [72].

Эта геологическая так называемая "особенность" замечательна тем, что как нельзя лучше согласуется с такими закономерностями эволюции в биологическом процессе, как явление предварения филогении. С этим явлением и связаны те критические замечания по биогенетическому закону Геккеля, которые мы обещали упомянуть. Д. В. Рундквист потому и счел явление предварения "особенностью" геологической эволюции, что в рамках господствующей традиции (селекционизм) ориентировался на одностороннее, а неунифицированное видение эволюции.

Имеется целый ряд биологических феноменов, подтверждаемых палеонтологическим материалом, где наблюдается не повторение, а предварение филогенеза. На тот факт, что биогенетический закон Геккеля есть частное проявление более сложного закона, указывали, прежде всего, сторонники номогенетического толкования эволюции. Л. С. Берг отмечал, что онтогения может и повторять и предварять чужую филогению, и видел в этом не мистику, а подтверждение законосообразности, номогенетичности формообразования. Такой же позиции придерживался А. А. Любищев [73]. Таким образом, параллель между биогенетическим законом и геогеническим явилась лишь первым приближением к пониманию более глубокого сходства закономерностей биологической и геологической эволюции.

Подобную закономерность находим и в космической эволюции. Замечено, что развитие космических объектов повторяет историю развития Метагалактики. В теоретических работах С. К. Всехсвятского и в ходе исследований Вселенной космическими аппаратами доказано, что кометы, астероиды, метеорные тела возникли в результате взрыва или дробления более массивного тела. Для ранних стадий эволюции планет характерны мощные вулканические извержения. В звездной астрономии взрывы тоже часто наблюдаемы: неоднократно фиксировалось появление в результате взрывов так называемых новых и сверхновых звезд. Не являются исключением еще более крупные космические образования - галактики. Например, галактики Маркаряна, Сейферта, а также ряд других могут служить примером взрывающихся галактик. И, наконец, согласно принятой сегодня гипотезе Большого взрыва, рождение Метагалактики также сопровождалось самыми мощными взрывными процессами. Как видим, более молодые космические образования повторяют в своем индивидуальном развитии процессы, характерные для начальных этапов эволюции Вселенной.

Применительно к космической эволюции постановка вопроса о повторении и предварении признаков еще очень необычна. Насколько нам известно, специалисты не ставили такой исследовательской задачи. Кроме того, закономерности развития в области космической материи выражены не столь ясно, как на уровне сложноорганизованной живой материи.

Множество фактов, демонстрирующих сходство, параллелизм процессов и явлений в живых организмах и неживой природе, приводится в книге Г. С. Франтова "Геология и живая природа". Автор подчеркивает единство живого и неживого. Он, например, указывает на такие явления природы, как бактерии и вирусы, которые трудно отнести к живой или неживой материи однозначно.

С миром этих мельчайших тел связаны и биология, и астрономия, и геология, причем трудно сказать, какая область теснее. Вирусы и бактериофаги не способны размножаться без живой клетки. У вируса нет даже собственных реакций обмена веществ. Большинство бактерий добывает себе пищу из продуктов жизнедеятельности или распада животных и растений. С другой стороны, было доказано участие бактерий в образовании растворимых форм металлов. Рудообразование активизируют тионовые бактерии. Установлено, что для каждого металла имеется бактерия, способная его "поедать".

Доказано также существование космических вирусов и их влияние как возбудителей болезней животных, растений и человека. Вирусы, по мнению специалистов, можно с одинаковым правом относить к миру живой и неживой природы. Основоположник отечественной экспериментальной биологии Н. К. Кольцов на вопрос, считать ли вирус живым или неживым образованием, отвечал: "Это как Вам будет угодно". Может быть, это убеждение в наличии формы материи, переходной от неживого к живому, позволило Н. К. Кольцову выдвинуть биологический принцип матричного воспроизведения, воспользовавшись аналогией с процессом кристаллизации. Он предположил, что при чисто кинетическом росте полимерной цепи возможны ошибки, делающие этот процесс если не невозможным, то намного более длительным.

Процесс кристаллизации подсказал другой механизм - адсорбирования мономерных молекул на уже существующих полимерных цепях. Экстраполяция механизма кристаллизации в биологию оказалось весьма эффективной. Однако глубина проведенной аналогии была осознана не самим Н. К. Кольцовым, а гораздо позднее, когда принцип матричного воспроизведения использовали при расшифровке строения и редупликации ДНК, синтеза белка, т.е. на его основе объяснили молекулярную природу фундаментальных жизненных процессов. Тем самым подтвердили правильность исходного предположения о преемственности механизмов процессов развития в живой и неживой природе. Современное естествознание находит все новые подтверждения универсальности эволюции. Такие факты дают не только рассматриваемые дисциплины (биология, геология, астрономия), но и другие отрасли естествознания, например эволюционная химия. Космос оказался не полупустым и не скоплением водородной пыли, как думали, а гигантской лабораторией органического синтеза. В межзвездной среде обнаружен формальдегид, способный образовывать углеводы, установлено присутствие производных циана, необходимых для синтеза нуклеиновых оснований, выявлено наличие органических кислот, сложных эфиров и даже сложных молекул. Около 75% из более чем пятидесяти известных межзвездных молекул - органические (данные на 1983 год). В лунном грунте и метеоритах найдены аминокислоты. Наиболее распространены в нашей галактике те элементы, которые составляют основу живого: водород, углерод, азот, кислород. В то же время в земной коре, в составе лунных пород содержатся ничтожные количества таких органогенных элементов, как водород, азот, углерод, и в противоположность этому преобладают кремний, алюминий, железо, которые никак нельзя отнести к главным элементам живого. Отсюда он заключает, что живое вещество ближе к звездному, то есть оно имеет не локально "планетарную", а общекосмическую природу. Таким образом, идея о едином, всеобщем процессе развития материи, высказанная в начале XX в. В. И. Вернадским, в современном естествознании имеет значение не только гипотезы и не только методологического принципа.

Рассмотренные примеры экстраполяции эволюционных знаний, общие факторы, сходство механизмов эволюции, наконец, включение в круг решаемых современным естествознанием таких проблем, как проблема зарождения жизни, требующая комплексного подхода, - все это может служить демонстрацией стремления современного естествознания к созданию универсальной модели эволюции природы. Это подтверждают также исследования по математизации эволюции. И хотя в поиск универсалий всеобщего развития еще не завершен, и содержит много проблем, прогресс заключается уже в том, что они поставлены на повестку дня.

Обобщая рассмотренный материал, можно констатировать, что в современном естествознании утверждается понимание эволюции как универсального, глобального процесса. Недостаточно сказать, что всеобщность развития проявляется в том, что все больше явлений природы приобретают временное измерение. Важно подчеркнуть следующее: во-первых, в разных областях естествознания исследователи исходят не только из специфики эволюционных преобразований, но и из общности условий самоорганизации, структурообразования, механизмов развития, а также обосновывают общность некоторых факторов и закономерностей процесса; во-вторых, в естествознании усиливается интеграция эволюционных дисциплин, большее распространение получает экстраполяция эволюционных знаний из одной области в другую. Всеобщность развития утверждалась в философских доктринах и ранее. Модель глобального естественноисторического процесса, которая, судя по отмеченным достижениям и поискам естествознания, выстраивается современной наукой, можно рассматривать как одно из подтверждений этого мировоззренческого убеждения естествознанием.