Кратко о движущих силах биологической эволюции.

Каковы механизмы биологической эволюции, давшей планетарное биоразнообразие, включая человека? Как известно, теория эволюции Чарлза Дарвина исходила из следующих основных положений:

· Большинство видов живых организмов высоко плодовиты – на свет часто появляются сотни или тысячи потомков одной особи (одной пары);

· Однако лишь часть этих потомков выживает и в свою очередь оставляет после себя потомство;

· Разные особи различаются по своим признакам (индивидуальная, или неопределённая, изменчивость);

· Выживают и размножаются только наиболее приспособленные к условиям существования особи (the fittest).

В ХХ веке благодаря развитию генетики положения Дарвина подверглись модификации – возникла синтетическая теория эволюции (СТЭ), или неодарвинизм. «Индивидуальная изменчивость» была интерпретирована как результат мутаций (изменений отдельных генов или их комплексов), а также рекомбинаций генов в ходе полового процесса, переноса плазмид и ряда других событий, ведущих к обмену генетической информацией между особями. Все эти процессы поставляют «сырой материал для эволюции»[22]. Накоплению «сырого материала» способствуют периодические изменения численности популяций («волны жизни» по С.С. Четверикову), а также изоляция – распад популяции на несколько частей, лишённых возможности свободно скрещиваться. Изоляцию могут вызывать горные хребты, водные преграды и др. географические барьеры, а также биологические причины (например, две части популяции различаются по времени брачного сезона).

Все указанные процессы в совокупности поставляют «материал», подвергаемый естественному отбору. Если Дарвин говорил о естественном отборе индивидов в результате конкуренции и борьбы за существование, то сторонники СТЭ убеждены, что естественный отбор работает не с самими организмами, а с их генами, которые или сохраняются и даже накапливаются в популяции, либо элиминируются (уничтожаются) отбором. Некоторые сторонники неодарвинизма рассматривают организм лишь как носитель генов, приспособление для создания новой ДНК на базе существующей («курица необходима для того, чтобы яйцо создало новые яйца»). Организм может вообще принести себя в жертву, если окажется, что таким путём наиболее эффективно его гены передадутся следующему поколению -- тема книги Р. Докинза (1989) «Эгоистичный ген».

В биологиипоныне не утихает дискуссия, начавшаяся в связи с выходом в свет книги «Происхождение видов» Ч.Дарвина. Ставится вопрос, является ли естественный отбор основным «творческим фактором» эволюции, как полагают сторонники дарвинизма, или его роль в эволюции более скромная -- он выбраковывает нежизнеспособные варианты, а действительно творческая роль отводится другим факторам эволюции. Каким именно факторам? По этому критерию классифицируются эволюционные учения, которые рассматриваются как «недарвиновские», «антидарвиновские», хотя их позитивное содержание часто вполне может войти в состав некой комплексной теории эволюции, учитывающей также и дарвиновские факторы. Приведём примеры альтернативных теорий эволюции:

· Теории, основанные на общих (системных) или специфических биологических законах, управляющих изменениями форм живого независимо от естественного отбора. Примером может служить теория номогенеза (закономерной эволюции), предложенная в начале ХХ века Л.С. Бергом (1922). Роль случайности (в том числе случайных наследуемых изменений типа мутаций) в эволюционном процессе Берг не признавал, а естественный отбор считал консервативной силой, охраняющей уже сложившиеся формы жизни от появления случайных «монстров». Эволюция предопределена и совершается крупными скачками на основе неизвестных внутренних сил, а факторы внешней среды играют второстепенную роль. В более близкие нам годы разработано несколько вариантов «неономогенеза», в которых на место «неизвестных внутренних сил» ставились конкретные законы и факторы. Такова, например, концепция эволюции на базе общей теории систем Ю.А. Урманцева (1974). Постулируется семь и только семь способов преобразования любой системы, будь то молекула гексозы или венчик цветка. Простор эволюционных событий ограничивается тем, что биологическая эволюция также «обязана» придерживаться этих способов. С.В. Мейен указывал на законы структурных композиций, определяющие взаимопереходы, например, форм листовой пластинки в процессе эволюции. В последние десятилетия общие для всего живого законы преобразования форм и функций рассматриваются в эволюционной теории (теории «автоэволюции») А. Лима-де-Фариа. Утверждается, что в ходе эволюции не только живого, но и неживых тел (например, кристаллов) природой многократно используется один и тот же набор типичных структур. Например, форма листа встречается не только в растительном мире: листовидные структуры характерны для бабочки-листовидки и даже для самородков висмута (Лима-де-Фариа, 1991).

· Теории эволюции на базе крупных скачков (о которых говорил и упомянутый выше Берг), а не в результате накопления малых изменений, как полагал Дарвин). Так, сторонники современного «пунктуализма» (С. Гулд, С. Стейн, В. Элдридж) утверждают, что прерывистые изменения преобладают в истории жизни: эволюция сконцентрирована в очень быстрых актах видообразования.

· Теории эволюции, основанные на возможности наследования благоприобретенных признаков. В последние годы появились работы, в которых пытаются воскресить высказанный Ж.Б. Ламарком в начале XIX века тезис о «наследовании благоприобретенных признаков» (Хрестоматийный пример: предок жирафа вытягивал шею, она у него удлинилась в течение жизни, а потомки с рождения имели удлиненную шею). Указывается, например, на данные о том, что изменение активности генов (их метилирование) под влиянием воздействий внешней среды в дальнейшем влияет на уровень активности генов потомства (Животовский, 2002). Иммунные клетки мутируют в течение жизни индивида, чтобы точно «подогнать» свое оружие (антитела) под характеристика обнаруженного «врага» (антигена); впоследствие эти мутации проявляются в потомстве изначально, до собственного контакта с тем же «врагом» (Стил и др., 2002).

· Теории эволюции, где хаотические генетические изменения (мутации, рекомбинации, «дрейф генов») выступают самосто­ятельной движущей силой эволюции, а не только поставщиком исходного материала для творческой работы естественного отбора (как полагают сторонники дарвинизма). Эти взгляды известны с начала ХХ века как «генетический антидарвинизм» (Г. де Фриз, Л. Кено, И. Лотси и др.), но они неоднократно получали новые импульсы к развитию в связи с теми или иными данными генетики. Например, в 60х-70х годах ХХ века «нейтральные мутации» («ни пользы ни вреда») были рассмотрены как важнейший фактор эволюционных преобразований сторонниками теории «нейтральной эволюции» (М. Кимура и др.).

· Теории эволюции, придающие первостепенное значение кооперации, взаимопомощи между биологическими индивидами и их сообществами (т.е. биосоциальными системами), а не индивидуальной конкуренции и борьбе за существование – предпосылкам дарвиновского естественного отбора. Эти воззрения воскрешают на современном уровне взгляды П.А. Кропоткина (1918)[23] об «эволюции на основе взаимопомощи». Кропоткин приводит многочисленные примеры – от коллективной защиты лошадьми в табуне молодняка от хищников до совместной постройки сооружений муравьями или термитами. Подобные эволюционные воззрения, очевидно, представляют наибольший биополитический интерес. Они учитывают надиндивидуальныеуровни эволюции – тот факт, что всякий индивид составляет часть популяции, экосистемы. Так, В.А. Красилов (Krassilov, 1994) называет свою теорию «экосистемной теорией эволюции». Он предполагает, что первичными могут быть изменения надорганизменных систем (в том числе экосистем), и тогда организмы должны вторично меняться, чтобы гармонично вписаться в обновлённые системы надорганизменных рангов. Современный натурфилософ, синергетик и член Римского клуба Эрих Янч полагал, что адекватное понимание биологической эволюции невозможно без учета взаимодействия (коэволюции) живых организмов и целых экологических систем, в состав которых они входят. В противовес ортодоксальным сторонникам дарвинизма (в современном варианте СТЭ), Э. Янч полагает, что эволюция не сводится только к генетическим изменениям с их последующим отбором. Янч вслед за К. Уоддингтоном делает акцент на эпигенетической эволюции-- изменениях живых организмов, вызванных избирательной активацией одних генов и подавлением функционирования других. Этот процесс прямо зависит от факторов среды, «так что при одних и тех же генетических структурах получаются совершенно различные свойства и поведенческие репертуары организмов; в то же время одинаковые жизненные формы и поведение могут базироваться на различных наследственных задатках» (Jantsch, 1992, S.216). В качестве яркого примера Э. Янч приводит явление неотении. Оно заключается в том, что при определенных условиях личиночные стадии развития животного приобретают способность размножаться. Поэтому взрослые стадии утрачивают свое значение и постепенно исчезают с лица Земли. Возникает по сути новый биологический вид, причем он сохраняет исходный генотип, в котором реализуются только блоки информации, относящиеся к личиночным стадиям. Янч вопрошает, не является ли современная акселерация – раннее приобретение подростками в странах Запада половой зрелости -- также вариантом неотении с формированием исключительно «тинейджерской» цивилизации в человеческом обществе (Jantsch, 1992)?

· Теории эволюции, использующие концепции синергетики (работы И.Р. Пригожина, Г. Хакена и др.). Вариант рассмотренных в предшествующих пункте теорий кооперативной эволюции, ибо синергетика с ее представлениями о диссипативных структурах исходит из факта кооперации тех или иных объектов между собой, что приводит к формированию целых систем, которые представляют собой нечто большее, чем слагающие их элементы. Э. Янч, ратующий за коэволюцию организмов и надорганизменных систем, в то же время опирается в своей концепции эволюции на синергетические представления о том, что биологический объект любого типа представляет собой диссипативную структуру (см. 2.5.), эволюционирует по соответствующим законам (проходит стадии бифуркаций и др.). Янч полагает, что простые диссипативные структуры из молекул и их комплексов предшествовали возникновению живых существ и явились предпосылкой для их появления на Земле и дальнейшей эволюции.

· Теории эволюции, основанные на неокреационизме и постулирующие вмешательство Божьего промысла, как уже было упомянуто в предшествующем разделе в связи с проблемой происхождения жизни. Неокреационисты указывают на существенные пробелы в палеонтологической летописи и на более поздних стадиях эволюции – на отсутствие переходных форм между многими таксонами живого (например, таких «брешей» немало в эволюционной родословной человека). Эта неполнота летописи, рассматриваемая как аргумент в пользу сальтационизма, в то же время может быть истолкована как указание на многократные «акты Творения» живых существ – в соответствие с не метафорически, а достаточно буквально понимаемым библейским текстом.