§ 1. История развития эволюционных идей

Определения и обозначения

Эволюция — историческое развитие живой природы, приводящее к изменению организмов и появлению новых видов. Это понятие помогает объяснить, почему живые организмы разнообразны и как они связаны между собой. Эволюционные изменения накапливаются в популяциях на протяжении поколений. Поэтому речь идёт не о превращении отдельной особи в другой вид за время жизни.

Креационизм — представление о сотворении мира и живых организмов высшей силой. Оно отвечает на вопрос о происхождении жизни через действие создателя, а не через естественные изменения организмов. Креационизм важно отличать от фиксизма: первое представление говорит о происхождении, второе — о неизменности видов. Эти идеи часто поддерживали друг друга, но обозначают разные утверждения.

Трансформизм — идея о том, что виды способны изменяться и одни формы жизни могут происходить от других. Она противопоставлена представлению о неизменности видов. Трансформизм важен как общий шаг к эволюционному объяснению: он допускает исторические изменения, хотя сам по себе ещё не объясняет их механизм. Разные учёные могли признавать изменяемость видов, но объяснять её по-разному.

Естественный отбор — процесс, при котором особи с наследственными признаками, повышающими выживание и размножение, оставляют больше потомства. Наследственными называют признаки, которые могут передаваться от родителей потомкам. Отбор помогает понять, почему полезные в определённых условиях особенности становятся распространённее в популяции. Вместе с наследственной изменчивостью он составляет основу дарвиновского объяснения эволюции.

Как это устроено

В древности и Средние века виды часто представляли как неизменные формы, созданные раз и навсегда. Такая картина мира соответствовала господству креационизма: если организмы созданы высшей силой, то их разнообразие можно было считать изначально заданным. Кроме того, учёным не хватало систематических наблюдений и объяснений, которые связывали бы разные виды в общую историю изменений. Поэтому представление о постоянстве видов долго оставалось привычным и убедительным.

Со временем накапливались сведения о множестве организмов, их строении и распространении. Учёные изучали также ископаемые остатки — сохранившиеся в породах следы древних организмов, не похожих на многие современные формы. Сопоставление находок с ныне живущими видами ставило вопрос о том, почему одни формы исчезли, а другие появились. Эти данные не сразу дали готовый механизм изменений, но сделали идею полной неизменности менее убедительной и подготовили переход к трансформизму.

Жан-Батист Ламарк стремился объяснить, как условия жизни могут менять организмы. По его представлению, среда создаёт потребности: орган, который часто используется, развивается, а неупражняемый постепенно ослабевает. Затем приобретённые за жизнь изменения, как полагал Ламарк, передаются потомству и накапливаются. Так, удлинение шеи жирафа он мог связать с постоянным вытягиванием за листьями и наследованием результата. Это объяснение было важным шагом, но механизм наследования приобретённых признаков не подтвердился.

Чарлз Дарвин обратил внимание на то, что особи одного вида различаются, а часть различий наследуется. Организмы производят больше потомков, чем может выжить и оставить потомство при ограниченных ресурсах; поэтому возникает борьба за существование. В этих условиях особи с наследственными особенностями, повышающими шансы на размножение, в среднем оставляют больше потомства. Естественный отбор постепенно меняет состав популяций, а накопление таких изменений может привести к возникновению новых видов.

Идеи Дарвина стали основой научной теории эволюции, потому что предложили естественный механизм, связывающий наследственные различия, выживание и размножение. Теория объяснила, как приспособления могут возникать без заранее заданной цели: отбор сохраняет варианты, полезные в конкретных условиях. Позднее знания о наследственности помогли понять, как признаки передаются потомкам, а открытия о генетической изменчивости расширили объяснение источников различий. Так эволюционное учение развивалось и уточнялось по мере появления новых данных.

Развитие представлений об изменении живой природы

Сначала определите, утверждает ли подход неизменность видов или допускает их изменение. Затем сравните не только вывод, но и механизм: признание трансформизма ещё не объясняет, как именно происходят изменения. Таблица также показывает, как новые объяснения опирались на прежние вопросы, но предлагали разные ответы.

Разбор задач

Задача 1. Распределите креационизм, фиксизм и трансформизм по тому, признают ли они изменение видов. Сопоставьте каждое представление с его взглядом на происхождение и изменчивость видов. Для решения не следует смешивать утверждение о том, кто или что создало организмы, с утверждением о том, меняются ли виды после возникновения.

1. Определите, на какой вопрос отвечает креационизм: он объясняет происхождение мира и организмов сотворением высшей силой.
2. Отдельно рассмотрите фиксизм: он утверждает, что виды неизменны, и потому не признаёт их исторического преобразования.
3. Сопоставьте с ними трансформизм: он допускает изменение видов и происхождение одних форм жизни от других.

Ответ: креационизм связывает происхождение организмов с сотворением, но сам по себе не является прямым утверждением о неизменности видов; фиксизм отрицает изменение видов; трансформизм его признаёт. Значит, креационизм и фиксизм нельзя считать синонимами, а трансформизм отличается от фиксизма признанием изменяемости.

Задача 2. Объясните, как Ламарк мог бы истолковать удлинение шеи у жирафа. Постройте объяснение по цепочке: условия среды, использование органа, изменение организма, передача признака потомству. Важно описать именно взгляды Ламарка, а не выдавать их за современное научное объяснение.

1. Предположите, что пища находится высоко на деревьях и это влияет на образ жизни жирафов.
2. В логике Ламарка частое вытягивание шеи означает её усиленное упражнение и постепенное развитие.
3. Ламарк считал, что приобретённое за жизнь изменение может передаваться потомкам.
4. При многократном наследовании такого изменения, согласно его взглядам, шея становится длиннее у потомков.

Ответ: Ламарк объяснил бы длинную шею потребностью тянуться к пище, упражнением органа и наследованием приобретённого признака. Это историческая гипотеза, а не современное доказательство того, что особенности, приобретённые при жизни, передаются потомству.

Задача 3. Сравните объяснения Дарвина и Ламарка на примере появления устойчивости бактерий к антибиотику. Устойчивость — способность бактерий выживать при воздействии препарата; нужно различить появление наследственных вариантов и отбор уже существующих вариантов. Также учтите, что размножение выживших бактерий увеличивает долю устойчивых в популяции.

1. По дарвиновской логике в популяции бактерий могут присутствовать наследственные различия, в том числе варианты, дающие устойчивость.
2. Антибиотик создаёт условия отбора: чувствительные бактерии чаще погибают, а устойчивые получают преимущество в выживании.
3. Выжившие устойчивые бактерии размножаются и передают потомкам соответствующие наследственные особенности.
4. Сравните с ламаркизмом: его нельзя описывать как естественный отбор уже имеющихся наследственных вариантов; Ламарк связывал изменения прежде всего с влиянием среды и наследованием приобретённых признаков.

Ответ: в дарвиновском объяснении антибиотик отбирает бактерии, у которых уже есть наследственная устойчивость; затем они размножаются, и их доля возрастает. Нельзя утверждать, что отдельные бактерии намеренно приобретают нужный признак, чтобы выжить.

Типичные ошибки

Считать, что Дарвин объяснял эволюцию стремлением организмов стать совершеннее, — значит приписывать процессу заранее заданную цель. Такая мысль возникает потому, что приспособления выглядят целесообразными. Проверьте себя вопросом: откуда берутся различия и что делает отбор? У Дарвина важны наследственная изменчивость и неодинаковый успех в размножении.

Приписывать Ламарку идею естественного отбора неверно: он объяснял изменения главным образом влиянием среды, упражнением и неупражнением органов и наследованием приобретённых признаков. Путаница возникает потому, что оба учёных признавали изменение видов. Чтобы проверить ответ, назовите механизм: отбор наследственных различий относится к объяснению Дарвина, а передача приобретённых изменений — к взглядам Ламарка.

Считать, что отдельный организм эволюционирует в течение жизни, — значит путать индивидуальное развитие с изменением популяции. Организм может расти или менять состояние, но это не равнозначно эволюционному преобразованию вида. Проверьте себя: сравниваются ли наследуемые признаки у множества особей и прослеживаются ли изменения через поколения? Если да, речь идёт об эволюции популяции.

Смешивать креационизм с фиксизмом неправильно, поскольку эти понятия отвечают на разные вопросы. Их сближают потому, что в истории они часто встречались вместе. Для проверки сформулируйте каждое отдельно: креационизм объясняет происхождение сотворением, фиксизм утверждает неизменность видов. Одно понятие не заменяет другое.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о виде, наследственности и изменчивости организмов: они помогают различать сходство особей и наследуемые различия. Представления о наследовании и изменчивости пригодятся при изучении естественного отбора и синтетической теории эволюции. Последняя объединяет эволюционные идеи с данными о наследственности и изменении популяций. История этих идей также показывает, как научные объяснения пересматриваются и уточняются при появлении новых фактов.

Что запомнить

• Долгое время в науке преобладала идея неизменности видов.
• Трансформизм признаёт возможность изменения видов.
• Ламарк связывал изменения организмов с условиями среды и наследованием приобретённых признаков.
• Дарвин объяснил эволюцию действием естественного отбора на наследственную изменчивость.
• В эволюции изменяются популяции, а не отдельные организмы.
• Современная эволюционная теория опирается на развитие представлений о наследственности и изменчивости.