Учение Ч. Дарвина о естественном отборе (дарвинизм)
Чарлз Дарвин (1809 – 1882) сформулировал теорию эволюции в результате естественного отбора.
Предпосылки эволюционной теории
Социально – экономические (интенсивное развитие промышленности, быстрый рост городов, значительный подъем сельского хозяйства, активизация селекционной работы по выведению новых сортов растений и пород животных Англии).
Научные: В области биологии - успехи систематики животных и растений, биогеографии, палеонтологии, сравнительной анатомии, эмбриологии и др.
Научные в других областях: астрономии, разработавшей теории происхождения Солнечной системы; геологии, открывшей последовательное образование осадочных пород; химии, установившей сходство в составе живой и неживой природы и др.
1859 г. «Происхождение видов путем естественного отбора или сохранении избранных пород в борьбе за жизнь».
Логическая структура дарвинизма
Наследственность. Изменчивость. Интенсивность размножения (геометрическая прогрессия). Ограниченность места и ресурсов для жизни.
Очевидные свойства организмов
Борьба за существование
Естественный отбор
В основе теории происхождения видов, созданной Дарвином, лежат следующие принципиально важные положения:
Филогенетическое изменение вида всегда вызывается изменением условий среды.
Образование нового вида начинается с формирования новых внутривидовых форм, которые Дарвин называл разновидностями.
В результате естественного отбора происходит приспособление новых органических форм к изменившимся условиям.
Образование видов является длительным историческим процессом.
Основным направлением филогенеза является дивергенция. Но не исключена возможность образования и конвергентных форм.
Каждая крупная группа животных или растений всегда происходит от одного корня (монофилетическое происхождение).
Основные положения теории Дарвина и Уоллеса
Любым организмам свойственна изменчивость.
Число потомков, рождаемых на свет, много больше (интенсивность размножения) числа, которое может найти себе пропитание (ограниченность ресурсов и мест для жизни). Поэтому большая часть потомства погибает.
Так как рождается больше особей, чем может выжить, существует борьба за существование (явная или косвенная).
Наследственные изменения, облегчающие организму выживание в определенных конкретных условиях, дают им преимущество перед другими, то есть выживают наиболее приспособленные (естественный отбор).
Выжившие особи дают начало следующим поколениям, и, таким образом, удачные изменения закрепляются. В результате отдаленные потомки могут существенно отличаться от предков.
Сущность теории эволюции состоит в следующем: огромное многообразие видов на Земле, приспособленных к определенным условиям существования, образовались благодаря постоянно возникающим в природе разнонаправленным наследственным изменениям и естественному отбору. Способность организмов к интенсивному размножению и одновременное выживание немногих особей, наиболее приспособленных к конкретным условиям среды, является следствием борьбы за существование. Таким образом, между видами идет борьба за существование, вследствие которой выживают организмы, наиболее приспособленные к конкретным условиям среды. Значение теории Дарвина состоит в установлении основных движущих сил эволюции органического мира и введении естественно – исторического метода в биологию.
Создание человеком новых сортов растений или пород животных основано на трех факторах – изменчивости, наследственности и отборе.
Наследственность – свойство живых организмов сохранять и передавать потомству особенности своего строения и развития с помощью генов. Благодаря наследственности из поколения в поколение сохраняются признаки вида, сорта, породы, штамма. Связь между поколениями осуществляется при размножении через гаплоидные или диплоидные клетки. Ведущая роль в наследственности принадлежит хромосомам, способным к самоудвоению и формированию с помощью генов всего комплекса характерных для вида признаков. Вся совокупность генов, характерная для особи вида, составляет генотип.
| ПРИЗНАКИ | Эволюционная теория К.ЛИННЕЯ (метафизик: природа создана богом и неизменна) | Эволюционная теория Ж.-Б. ЛАМАРК
| Эволюционная теория Ч. ДАРВИНА 1809-1882
|
|
| Создание теории | В XVIII в. К. Линней создал искусственную систему природы, в которой вид признавался наименьшей систематической единицей . Он ввел номенклатуру двойных названий вида (бинарную) на латыни, что позволило систематизировать по таксономическим группам известные к тому времени организмы разных царств. В 1751 году вышла его книга «Философия ботаники», где он изложил разработанную им биноминальную (бинарную) номенклатуру. Ученый разделил все известные ему живые организмы на группы, основываясь на анатомо-морфологическом и отчасти физиологическом критериях (труд «Система природы», описал 10 тыс. видов раст и 4,5 тыс видов жив); иными словами, его классификация была искусственной. Поэтому в этой системе далекие в систематическом отношении организмы оказывались иногда в одном классе, а родственные – в разных. К. Линней впервые поместил в один отряд человека и человекообразную обезьяну, но не считал, что человек произошел от обезьян. Реально существующей единицей систематики был выделен и признан вид. Осознавал недостатки своей системы. | В 1794 – термин «Зоология беспозвоночных» (основы систематики беспозвоночных), 1802 - «Биология». В 1809 году предложил первую целостную теорию эволюции (книга «Философия зоологии»), была оценена только через 50 лет. Проанализировал и перечислил сходства и различия между живой и неживой материей. Основное положение: материя и законы ее развития были созданы творцом . Первый фактор эволюции – градация внутреннее «стремление к совершенствованию». Как и почему возникло это стремление, Ламарк не объяснял и даже не считал этот вопрос заслуживающим внимания. Результат градации - одновременное существование в природе организмов разного уровня сложности. Второй фактор эволюции – постоянное влияние внешней среды, обуславливает формирование всего многообразия приспособлений живых существ. Третий фактор эволюции – наследственность. Эволюция по Ламарку представлялась как непрерывное поступательное движение от низших форм жизни к высшим 9лестница существ). Для объяснения разной степени сложности строения, наблюдаемой среди современных видов, он допускал постоянное самозарождение жизни: предки более высокоорганизованных форм зародились раньше и оттого их потомки ушли дальше по пути прогресса. 2 закона: Закон упражнении и неупражнения, Закон наследования приобретенных признаков. | Предложена в 1859 году английским естествоиспытателем Чарльзом Дарвином Эволюционное учение Ч.Дарвина включает в себя три крупных составляющих части: 1. Доказательства в пользу исторического развития органического мира 2. Положение о движущих силах эволюции 3. Представление о путях эволюционных преобразований. |
|
| Возникновение жизни | К. Линней разделял метафизические взгляды на природу, усматривая в ней изначальную целесообразность, премудрость Творца. | Жизнь возникла и возникает путем повторного самозарождения из неживой природы (полифилия). | Жизнь возникла, с самого начала, образованная творцом в одну или несколько форм (монофилия) |
|
| Исходный пункт эволюции | Изначальная целесообразность, премудрость Творца. | Материя и законы ее развития, созданные творцом. Одноклеточные способны самозарождаться, а организмы с более высокой организацией появились в результате долговременного развития. | Врожденная индивидуальность, изменчивость |
|
| Влияние среды на организм | В конце жизни он признавал, что виды могут возникнуть путем скрещивания или в результате изменения среды. | Среда, вызвав изменение привычек, обусловливает изменение функциональной деятельности организма (вправление органов). Функциональная деятельность органов вызывает изменения в их питании, вследствие чего меняются их размеры и форма | Среда (например, голод и т.д.) вызывает массовую гибель организмов и выживание наиболее приспособленных. Происходит естественный отбор |
|
| Изменчивость | Виды растений и животных не изменяются, они сохранили свои особенности с момента сотворения. Размножаясь они сохраняют все признаки прародительской пары.Разные виды не связанным родством. | Ламарк считал, что изменения, возникающие под влиянием среды, могут передаваться по наследству. Он полагал, что усиленное упражнение органов ведет к их увеличению, а неупражнение - к дегенерации. Так Ламарк объяснял длинный нос муравьеда тем, что его предки из поколения в поколение упражняли нос, принюхиваясь в поисках муравьев. Редукцию глаз у кротов он считал следствием их неупражнения в ряду поколений. Ни Ламарк, ни его последователи не задавались вопросом, а почему, собственно, интенсивное упражнение, использование органа непременно должно вести к его улучшению, усовершенствованию, а не, например, к изнашиванию, как изнашиваются детали машин? | Естественный отбор, подкрепленный половым отбором, дает в нисходящих поколениях прогрессивную и прогрессирующую изменчивость |
|
| Образование новых видов | «Видов столько, сколько в начале жизни создал Всемогущий» | Виды реально не существуют , это чисто умозрительное понятие, изобретенное для того, чтобы легче было рассматривать совокупно большее количество особей, поскольку по словам Ламарка, «в природе нет ни чего кроме особей». Индивидуальная изменчивость непрерывна, поэтому границу между видами можно провести и здесь, и там - где удобнее. Наследственная изменчивость приводит к образованию прогрессирующих и деградирующих рядов организмов, в соответствии с характером территории обитания. Объяснил происхождение человека от высших «четвероруких обезьян». | Растущая изменчивость приводит к расхождению признаков и к образованию новых видов |
Другие ученые: Ж. Кювье, Ж. де Сент-Илера, первые русские эволюционисты
Основные черты эволюционной теории Чарльза Дарвина
1. Доказательства эволюции. Ч.Дарвин находит доказательства эволюционного процесса во многих областях биологии, из которых основные положения заложены в трех группах научно обоснованных фактах. Палеонтологические данные. Дарвин приводит доказательства многочисленных научных фактов, показывающих, что древние формы организмов очень сильно отличаются от современных, но по мере приближения к современности наблюдается увеличение сходства ископаемых форм. Это говорит о последовательности эволюционных преобразований живых форм. Эмбриологические материалы. Сравнение зародышей очень далеких по своему морфологическому сходству современных животных показывает большое сходство между ними. Это может быть объяснено только единством происхождения и родственными взаимосвязями. Биогеографические материалы. Сравнение фаун давно отделившихся от материков океанических островов с одной стороны показывает общность их происхождения, а с другой о значительных изменениях в строении организмов, которые говорят о разных направлениях эволюции в зависимости от неодинаковых условий существования.
2. Движущие силы эволюции. К факторам эволюционного процесса Дарвин относил такие явления как изменчивость, наследственность и естественный отбор.
Среди явлений изменчивости он особо выделял определенную и неопределенную формы. Из них только неопределенная изменчивость способна давать материал для эволюционных преобразований , т.к. она возникает случайно, её проявления разнонаправленны, а также они могут передаваться по наследству, т.е. сохраняться в поколениях. Основной и направляющей силой эволюции органических форм Ч.Дарвин считал естественный отбор. В краткой форме теорию естественного отбора можно изложить в нижеследующем:
а. Все виды животных и растений стремятся увеличить свою численность. При этом возрастает и величина изменчивости, т.е. числа особей, несущих в себе небольшие, т.е. относительно безвредные для жизнедеятельности, отклонения в признаках, передающихся по наследству. Это приводит к появлению большого числа разнокачественных особей, с теми или иными признаками. Обитая в природной среде они оказываются в состоянии борьбы за существование, как между собой, так и между особями других видов. В суровых условиях среды обитания одни организмы выживают лучше, чем другие и оставляют после потомство с более выгодными наследственными признаками.
в. Процесс накопления полезных уклонений в результате такого избирательного среднестатистического выживания особей в ходе борьбы зв существование Ч. Дарвин назвал естественным отбором. В ходе естественного отбора ничего заново не создается. Он происходит на основе уже имеющихся приспособлений. Когда условия среды остаются относительно стабильными, естественный отбор сохраняет существующие приспособления. При изменении условий существования изменяются среднестатистические величины выживания организмов. Предположим, что климат в северном регионе резко потеплел. Такие явления бывали ранее и возможны в будущем. При этом смертность особей, обладающих густым мехом, может оказаться выше, чем у особей, имеющих генотип, дающий менее густой мех. Тогда в популяции могут накапливаться особи, имеющие наследственные свойства, дающие меньшую густоту меха. Изреживание меха в теплых условиях среды можно оценить как возникновение нового приспособления.
Естественный отбор является основной движущей силой эволюции . На его основе, в ходе возникновения все новых и новых приспособлений организмов, способствующих их лучшему выживанию и размножению, возникает процесс дивергенции (расхождения признаков внутривидовых групп, появление новых видов и на этой основе выделение родов, семейств, классов и типов). В построениях Ч. Дарвина сложилась концепция монофилетической эволюции, показывающей, что все организмы на Земле имеют единые корни происхождения. Единство всего мира живых организмов на нашей планете - результат биологической эволюции на основе естественного отбора.
3. Трудности, которые испытывал Ч.Дарвин при создании своей теории: 1. Отсутствие научно разработанной теории наследственности. Во времена написания книги Дарвина о наследовании признаков ничего не было известно. Мендель опубликовал свои работы в 1865 г., но в то время информация распространялась очень медленно, а значение работ Менделя поняли совсем немногие. До Дарвина его работы так и не дошли. В своих экспериментах он наблюдал сходные явления. Но не обратил этому должного внимания. Поэтому Ч.Дарвин придерживался распространенных тогда представлений о том. Что признаки родителей передаются потомству пополам(теория смешанного наследования). Из-за этого были затруднения с «кошмаром Дженкина», вынудившие Дарвина частично допустить наследование полезных приспособлений. Ему даже пришлось выдумывать гипотезу пангенезиса (о существовании геммул, проникающих в половые клетки и вызывающих изменчивость), от которой он сам вскоре отказался.
2. Небольшое количество данных, подтверждающих работу отбора в природных условиях. Таких доказательств в трудах Дарвина было немного. Поэтому ему пришлось сначала доказать теорию искусственного отбора, а потом уже переходить на доказательство теории естественного отбора. Теория искусственного отбора явилась кардинальным вопросом его эволюционной теории, доказывающей, что деятельность человека может быстро и эффективно изменять признаки животных и растений в нужном ему направлении.
4. Дарвин о виде. Следствием прохождения естественного отбора является возникновение приспособлений, которые способствуют видам более эффективно существовать в окружающей среде. На основе приспособлений становится возможность различения разновидностей, т.е. внутри вида появляются различающиеся группы организмов, а затем появляются подвиды. Таким образом, вместо старой концепции абсолютно неизменного, устойчивого и морфологически обособленного вида Дарвин выдвинул новые представления об изменяющемся виде. В своей концепции он рассматривал вид как бы с двух проекций:
Вид в данном отрезке времени он представляет как реально существующую природную единицу. Однако по Ч.Дарвину вид как реальная природная единица обладает высокой степенью изменчивости, так что иногда очень трудно различать не только разновидности внутри вида. Но и один вид от другого. Между двумя видами можно найти и ряд переходных форм. Поэтому Дарвин считал, что виды – это резко выраженные разновидности, а разновидности – это зачинающиеся виды.
Вид в ходе длительного исторического отрезка времени представляет собой реально эволюционирующую единицу, в своем морфологическом развитии проходящую ряд приспособительных преобразований. При этом видовые признаки становятся ещё более изменчивыми и трудно подразделимыми, т.к. эволюция идет медленно и постепенно.
После работ Ч.Дарвина эволюционная идея впервые объединилась понятием реально существующего и развивающегося вида.
5 . Пути эволюционных преобразований Ч.Дарвин изобразил в виде схемы, показывающей ход дивергентной эволюции, т.е. эволюции с расхождением признаков. В этой схеме особенно подчеркивается значение случайных факторов в эволюции, на основе которых складывается закономерный исторический процесс, приводящий к прогрессивному усложнению организмов.
Крупнейшим событием в науке XIX в. стало появление эволюционной теории Ч. Дарвина (1859 г.). Заслуга ученого в том, что ему удалось определить движущие силы эволюционного процесса, вскрыть его сущность и выстроить убедительную систему доказательств эволюции .
Обобщив огромный фактический материал (в том числе относительно домашних животных и культурных растений), Дарвин определяет наследственность и изменчивость (вычленяя при этом наследственную и ненаследственную формы изменчивости) как общие свойства всех живых существ.
Наследственная изменчивость , по его мнению, имеет исключительное значение для выведения новых сортов растений и пород животных при селекции, а также в эволюции живых организмов в природе. Она обеспечивает появление у организмов принципиально новых признаков и передачу их последующим поколениям.
Основным движущим фактором (наряду с наследственностью и изменчивостью) при выведении новых сортов растений и пород домашних животных является искусственный отбор , осуществляемый человеком (рис. 1).
Рис. 1. Искусственный отбор: результаты селекции капусты
Работая над выведением нового сорта или породы, человек сознательно отбирает особей с полезными (для него ) свойствами, осуществляет скрещивание, получает потомство и вновь производит отбор по данным признакам . Учение об искусственном отборе имело огромное значение для формирования идеи отбора естественного.
Борьба за существование - это конкурирующие взаимодействия организмов и влияние факторов неживой природы. В природных системах организмов рождается больше, чем их может существовать. То есть многие гибнут на стадии яйца, зародышей или семян, молодых растений, личинок или детенышей.
Дарвин выделял три формы борьбы за существование: внутривидовую (конкуренция между особями одного вида), межвидовую (взаимодействия особей разных видов) и взаимодействия организмов с неживой природой (см. главу 11).
Итогом борьбы за существование становится «естественный отбор », или выживание наиболее приспособленных. В результате накапливаются признаки, полезные для данного вида.
Естественный отбор (по Дарвину) обеспечивает «сохранение полезных индивидуальных различий или изменений и уничтожение вредных».
Таким образом, наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор - главные движущие силы эволюции , приводящие к образованию новых видов. По образному выражению ученого, это происходит за счет «расхождения признаков» у особей одного вида (принцип дивергенции ).
Первоначально подобное проявляется в возникновении подвидов внутри старого вида, а по мере углубления различий между организмами подвидов возникают два (или более) новых вида (на основе дивергенции).
Естественный отбор служит причиной видовой приспособленности к определенным условиям окружающей среды. Иными словами эволюция отличается приспособительным характером .
Сущность прогрессивной эволюции заключается в том, что в каждую историческую эпоху среди видов, хорошо приспособленных к существующим условиям среды, появляются такие, которые обладают принципиально новыми и более совершенными типами строения . По данным палеонтологии, с течением времени одни преобладающие группы организмов сменялись (или дополнялись) другими, имеющими более высокий уровень организации, чем их предшественники (табл. 1).
Таблица 1
Группы растений и животных, господствовавших
в разные геологические эпохи
Теория эволюции Ч. Дарвина послужила мощным толчком для дальнейшего развития биологии. Идеи эволюционизма распространились далеко за пределы биологии, проникнув в другие области естествознания.
Выход в свет работы ученого вызвал в научном мире острую дискуссию между дарвинистами и противниками дарвинизма. Это послужило стимулом для развития разных биологических дисциплин - сравнительной анатомии и эмбриологии, палеонтологии, генетики, биохимии и многих других, которые, в свою очередь, внесли большой вклад в развитие дарвинизма.
доктор физико-математических наук«Наука из первых рук» №4(34), 2010
Об автореДоктор физико-математических наук, заслуженный профессор Университета им. Джорджа Мейсона (США), иностранный член Национальной академии наук Украины, академик Нью-йоркской академии наук, почетный профессор Сибирского отделения РАН, МГУ им. Ломоносова и Иерусалимского университета. В 1961–1970 гг. работал в институтах АН и АМН СССР, с 1970 по 1978 г. в ВАСХНИЛ. В 1974 г. создал в Москве Всесоюзный НИИ прикладной молекулярной биологии и генетики ВАСХНИЛ. Сфера научных интересов: действие радиации и химических веществ на гены, исследование физико-химической структуры ДНК, репарация у растений, действие радиоактивного загрязнения на геном человека. Награжден Международной медалью Грегора Менделя и серебряной медалью Н. И. Вавилова. Автор более 20 книг, в том числе по истории науки, изданных в России, США, Англии, Германии, Вьетнаме и Чехии, главный редактор 10-томной энциклопедии «Современное естествознание», член редакционного совета журнала «НАУКА из первых рук» |
В 1859 году вышла в свет книга английского ученого Чарлза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятных пород в борьбе за существование». Она сразу стала бестселлером, возглавив список всемирно известных книг и принеся своему автору лавры единственного первооткрывателя эволюционной теории. Однако последнее не только неточно, но и исторически несправедливо по отношению к другим ученым, предшественникам и современникам Дарвина, что и доказывается в публикуемом в нашем журнале очередном «эволюционном очерке» из готовящейся к печати книги известного ученого и историка науки В. Н. Сойфера «Эволюционная идея и марксисты».
Чарлз Дарвин родился 12 февраля 1809 г. - в год выхода в свет «Философии зоологии» Жана Батиста Ламарка, в которой была подробно и обстоятельно изложена первая эволюционная теория.
Успехами в школе Дарвин не блистал. В колледже дела также шли неважно, и в конце концов отец отправил его подальше - в Шотландию, где в октябре 1825 г. 16-летний юноша начал учиться на медицинском факультете Эдинбургского университета (такой выбор будущей специальности сына был неслучайным - его отец был преуспевающим врачом). Через два года стало ясно, что врача из Чарлза не получится. Последовал новый перевод - на этот раз в другой знаменитый университет, Кэмбриджский, но уже на богословский факультет. Об учебе там сам Чарлз вспоминал: «...время, которое я провел в Кэмбридже, было всерьез потеряно, и даже хуже, чем потеряно. Моя страсть к ружейной стрельбе и охоте... привела меня в кружок... молодых людей не очень высокой нравственности... Частенько мы пили не в меру, а затем следовали веселые песни и карты. ... Знаю, что мне следовало бы стыдиться проведенных таким образом дней и вечеров, но некоторые из моих друзей были такие милые малые, и всем нам было так весело, что я и теперь вспоминаю это время с удовольствием».
Наконец, в мае 1831 г. Дарвин сдал экзамен на степень бакалавра. Ему полагалось проучиться на факультете еще два семестра, но события повернулись иначе. Воспользовавшись редкой возможностью, он нанялся, вопреки желанию отца, на судно «Бигль», отправлявшееся в кругосветное путешествие под командой капитана Роберта Фиц-Роя . В обязанности Дарвина как натуралиста входил сбор животных, растений и геологических образцов. За пять лет Дарвин посетил Южную Америку, острова Тихого Океана, Новую Зеландию, Австралию и другие точки земного шара.
Пятилетнее кругосветное путешествие подошло к концу 2 октября 1836 г. Теперь Дарвину надлежало приступить к описанию собранных коллекций и публикации данных о поездке. Через три года вышла его первая книга - «Путешествие на корабле Бигль» (или «Дневник изысканий»), сразу принесшая молодому автору огромную популярность. У Дарвина оказался редкий дар рассказчика, умевшего расцветить детали и события, даже не очень занимательные с первого взгляда.
Все началось с Мальтуса?
Когда Дарвин впервые задумался над проблемами эволюции? Сам он много раз упоминал, что к своей эволюционной гипотезе пришел в 1842 г. и что его натолкнула на эту идею книга великого английского экономиста Томаса Роберта Мальтуса «Опыт о законе народонаселения» (1798). Мальтус доказывал, что численность населения на Земле растет со временем в геометрической прогрессии, а средства существования - лишь в арифметической. Дарвин утверждал, что этот тезис поразил его, и он перевел эту закономерность на всю природу, предположив, что в ней всегда идет борьба за существование, так как для всех рождающихся не хватает источников пищи и среды обитания.
Тезис о наличии такой борьбы между представителями одного и того же вида (внутривидовая борьба ), как и между особями разных видов (межвидовая борьба ), был основным нововведением Дарвина. Он заявил, что эволюция происходит благодаря отбору особей, лучше приспособленных к внешней среде (естественный отбор ). Если места под солнцем для всех рождающихся действительно не хватает и слабые погибают в конкуренции с сильными, то стоит какому-нибудь организму случайно оказаться более приспособленным к окружающей среде, как ему будет легче выжить и дать большее по количеству потомство. Если улучшенный признак будет сохранен потомками счастливчика, то они начнут теснить менее приспособленных к такой среде сородичей, быстрее размножаться. Природа сделает маленький шажок вперед, а там, глядишь, появится еще более удачливый счастливчик с еще более совершенным строением. И так - миллионы лет, пока существует жизнь на Земле.
Над проблемами изменчивости видов Дарвин, по его словам, начал задумываться уже во время плавания на «Бигле»: «Я пришел к мысли, что виды, вероятно, изменяются, из данных по географическому распределению и т. п., но в течение нескольких лет я бессильно останавливался перед совершенной неспособностью предложить механизм, с помощью которого каждая часть каждого из созданий оказывалась приспособленной к условиям их жизни». Идея Ламарка о постепенном совершенствовании видов стала к этому времени достаточно популярной. Подобно тому, как капля долбит камень, повторявшиеся десятилетиями утверждения о естественном развитии, появлении новых видов делали свое дело и приучали людей к мысли о допустимости эволюции. Уместно вспомнить и Бенджамена Франклина с его тезисом о человеке, превратившемся в такового из животного благодаря производству орудий труда, и знаменитого деда Чарлза, Эразма Дарвина - врача и публициста, изложившего в своем сочинении «Зоономия, или Законы органической жизни» (1795 г.) идею органического прогресса.
Дарвин неоднократно повторял (в том числе, на склоне лет в «Автобиографии»), что идея о естественном отборе озарила его в октябре 1838 г., когда ему попала в руки книга Мальтуса. Однако первый набросок своей гипотезы он якобы сделал не тогда же, а лишь спустя 4 года, в 1842 г. Эта рукопись, часто упоминаемая Дарвином в письмах к друзьям, при его жизни не была опубликована.
Уже после смерти Дарвина его сын Фрэнсис издал книгу «Основы "Происхождения видов"», в которую включил две ранее неизвестные рукописи отца - упомянутый выше первый набросок гипотезы на 35 страницах (якобы написанный отцом в 1842 г.) и более пространный (на 230 с.) текст, помеченный 1844 г. Почему эти работы не были напечатаны при жизни автора, хотя, как мы увидим дальше, в этом была острая необходимость, теперь уже узнать вряд ли возможно.
Неопубликованные рукописи
К 1842–1844 гг., за те десятилетия, которые протекли с момента опубликования Ламарком его труда об эволюции, в биологии накопилось много фактов, вполне укладывавшихся в русло эволюционных представлений. Идея укрепилась, а общество созрело для ее восприятия.
Об этом свидетельствует еще один, курьезный, пример. В 1843 и 1845 гг. в Англии был опубликован 2-томный труд анонимного автора «Следы естественной истории». В нем излагалась идея об эволюции живого мира, указывалось на связь между родственными видами, а в качестве причины изменения видов называлась роль электричества и магнетизма в этом процессе.
Автор проводил такую аналогию: металлические опилки образуют характерную картину разветвленного стебля растения вокруг одного конца электрического проводника или полюса магнита и картину, более похожую на корень растения, - вокруг другого. Поэтому нельзя исключить, что растения возникли именно такими, ибо в их формировании приняли участие электрические силы. Несмотря на такие поверхностные суждения, автор создал произведение, читавшееся с неослабевающим интересом.
Один из приятелей Дарвина, писатель и публицист Роберт Чемберс, прислал ему экземпляр нашумевшей книги, и Дарвин с интересом ее читал. Через шесть лет после выхода книги стало ясно, что ее автором и был тот самый Чемберс.
К 1844 г. относится одно письмо Дарвина, проливающее свет на то, что он сам именно в этом году начал придавать своим раздумьям об эволюции огромное значение, чего не было раньше. Он написал 5 июня 1844 г. длинное письмо своей жене Эмме , в котором в выспренних выражениях излагал свою волю: в случае его внезапной смерти истратить 400 фунтов на доведение до завершенного вида только что законченной рукописи об эволюции (задание было детализировано - подобрать надлежащие примеры из отмеченных Дарвином книг, отредактировать текст и т.д.). С другой стороны, именно в январе того же года в письме к ботанику Джозефу Гукеру, сыну директора Королевского ботанического сада и зятю тогдашнего патриарха геологии Чарлза Лайеля, Дарвин сообщил, что размышляет над проблемой изменчивости видов.
Почему вдруг Дарвин решил обратиться к жене со специальным посланием? Он действительно в эти годы жаловался на здоровье (диагноз не был поставлен, и он оставался больным на протяжении еще 40 (!) лет). Казалось бы, если он так дорожил своей задумкой об эволюции, что готов был тратить деньги на уплату гонораров из оставляемого наследства, то должен был бы расходовать все доступные силы и время на доведение главного труда до финального этапа. Но ничего подобного не произошло. Одну за другой он издавал толстые книги о чем угодно, но не об эволюции. В 1845 г. вышло второе, пересмотренное издание «Дневника путешествий на Бигле», в 1846 г. - том о геологических наблюдениях в Южной Америке, в 1851 г. - монография об усоногих раках, затем книга о морских уточках и т. д. А очерк об эволюции так и лежал без движения. Чего выжидал Дарвин? Почему боялся предать свой труд критике коллег? Может быть, опасался, что кто-то узреет в его труде заимствование из чужих работ без ссылок на истинных авторов?
Что Дарвин, правда, делал, так это часто напоминал своим высокопоставленным друзьям в письмах, что все свободное время употребляет на обдумывание проблемы эволюции. Некоторым адресатам Дарвина был известен его главный тезис в самых общих чертах: для всех рождающихся не хватает запасов пищи, воды и прочих средств существования, в живых сохраняются лишь те, у кого есть потенциал для выживания. Именно они и обеспечивают прогресс в живом мире.
Эдвард Блит и его идея естественного отбора
Сторонники Дарвина объясняли позже такую странную его неторопливость с изданием труда об эволюции тем, что он будто бы был абсолютно убежден в том, что эта идея никому в голову прийти не могла, почему и спешить с публикацией гипотезы резона не было, хотя друзья поторапливали Дарвина с печатанием этой работы. Это стало ясно из опубликованной уже после смерти Дарвина сохранившейся переписки (сын Фрэнсис сообщил, что его отец не раз тщательно просматривал всю свою корреспонденцию и избирательно сжигал часть писем).
Однако вряд ли только непоколебимой уверенностью в своей оригинальности объясняется такое поведение Дарвина. В 1959 г., во время празднования столетнего юбилея выхода в свет «Происхождения видов», профессор антропологии Пенсильванского университета Лорен Эйсли заявил, что у Дарвина были другие основания не спешить с публикацией эволюционной гипотезы в течение почти двадцати лет. По мнению Эйсли, который провел огромную поисковую работу, Дарвин не самостоятельно пришел к идее борьбы за существование, а заимствовал ее, причем вовсе не у экономиста Мальтуса, а у известного в те годы биолога Эдварда Блита, лично близко знакомого Дарвину.
Блит был на год моложе Дарвина, рос в бедной семье и из-за трудного финансового положения смог закончить только обычную школу. Чтобы обеспечить себя, он был вынужден пойти работать, а все свободное время проводил за чтением, усердно посещал лондонский Британский музей. В 1841 г. он получил место хранителя Музея Королевского Азиатского общества в Бенгалии и провел 22 года в Индии. Здесь им были выполнены первоклассные исследования природы Юго-Восточной Азии. В 1863 г. из-за резкого ухудшения здоровья он был вынужден вернуться в Англию, где скончался в 1873 г.
В 1835 и 1837 гг. Блит напечатал в «Журнале естественной истории» две статьи, в которых ввел понятия борьбы за существование и выживания более приспособленных к среде существования. Однако, согласно Блиту, отбор идет не в направлении все более улучшенных существ, приобретающих свойства, дающие им преимущества перед уже существующими организмами, а совсем иначе.
Задача отбора, по Блиту, - сохранение неизменности основных признаков вида. Он полагал, что всякие новые изменения органов (сейчас мы бы назвали их мутациями) не могут принести чего-либо прогрессивного уже существующим видам, хорошо приспособившимся за миллионы лет к внешней среде. Изменения будут только нарушать хорошо отлаженный механизм взаимодействия среды и организмов. Поэтому все новички, неминуемо испорченные возникшими в них расстройствами, будут отсекаться отбором, не выдержат конкуренции с хорошо приспособленными типичными формами и вымрут. Таким образом, Блит применил принцип отбора к дикой природе, хотя отбору была придана консервативная, а не созидательная роль .
Дарвин не мог не знать работ Блита: он держал в руках номера журналов с его статьями и цитировал их. Он писал, и не раз, что внимательно и тщательно проследил за всеми публикациями, касающимися вопросов развития жизни на Земле, и особенно - за близкими ему по духу. Он цитировал к тому же многие другие работы Блита, воздавая должное заслугам своего коллеги, поэтому никак не мог пройти мимо его работ о естественном отборе. Однако он ни разу не сослался на ту статью, в которой Блит четко и ясно изложил идею о борьбе за существование и о естественном отборе.
Будучи гордецом и, как считали Эйсли и ряд других историков, одержимым манией ни с кем не разделяемой славы, Дарвин мог воспользоваться принципиальными положениями Блита, после чего начал приводить свои записи в порядок. К 1844 г. он действительно мог подготовить довольно объемистую рукопись об эволюции, но, понимая недостаточную оригинальность своего труда в краеугольном вопросе естествознания, выжидал, тянул время, надеясь, что какие-то обстоятельства что-то изменят в мире и позволят ему «сохранить лицо». Именно поэтому в «Автобиографии» он еще раз повторил: толчком к размышлению о роли естественного отбора послужила для него лишь книга Мальтуса. Сослаться на экономиста, а не на биолога, говорившего о естественном отборе в мире живых существ несколькими годами раньше, было безопасно, ведь приоритет в приложении экономического анализа к ситуации в биологическом мире оставался за биологом, то есть за ним самим.
Но и в этом утверждении дотошные историки нашли натяжку: хотя Дарвин и указал точную дату, когда он прочел книгу Мальтуса (октябрь 1838 г.), но ни в очерке 1842 г., ни в более объемистом труде 1844 г. он на Мальтуса, как на подтолкнувшего его к идее эволюции, ни разу не сослался, и в том месте, где он его упомянул, речь шла вовсе не об идее конкуренции.
Эйсли нашел еще несколько таких же случаев, когда Дарвин неделикатно обошелся со своими прямыми предшественниками и тем отчасти подтвердил правоту мнения, высказанного еще в 1888 г. профессором Хьютоном из Дублина о взглядах Дарвина относительно происхождения видов: «Все, что было в них нового, было ошибочным, а то, что было правильным, было уже известно».
Видимо, этим и объясняется загадочный факт нежелания Дарвина в течение почти 20 лет публиковать труд о происхождении видов.
Эволюционные взгляды Альфреда Уоллеса
Возможно, этот труд продолжал бы и дальше оставаться в сундуке Дарвина, если бы в один из дней не произошло событие, заставившее его срочно изменить позицию. В 1858 г. он получил по почте работу своего соотечественника - Альфреда Уоллеса, находившегося в этот момент вдали от Англии. В ней Уоллес излагал ту же идею о роли естественного отбора для прогрессивной эволюции.
Из чтения работы Уоллеса Дарвин понял, что его конкурент разработал гипотезу эволюции даже более широко, чем он сам, поскольку включил в анализ не только материал по домашним животным, который по преимуществу использовал Дарвин, но и почерпнул факты в дикой природе. Дарвина особенно поразило, что главные формулировки Уоллеса были изложены теми же словами, что и в его «очерке эволюции», причем именно Уоллес ссылался на Мальтуса.
Как могло случиться, что конкурент описал то же самое? Альфред Рассел Уоллес (1823–1913) в течение многих лет собирал научные коллекции в экспедициях на реках Амазонка и Рио-Негро, на Малайском архипелаге и в других местах (им была собрана коллекция, содержавшая 125 тыс. ботанических, зоологических и геологических образцов; составлены словари 75 наречий и т. д.). Задумываться над проблемой происхождения видов Уоллес начал почти одновременно с Дарвином. Во всяком случае, уже в 1848 г. в письме своему другу, путешественнику Генри Бэйтсу, он писал: «Мне бы хотелось собрать и досконально изучить представителей какого-нибудь одного семейства, главным образом с точки зрения происхождения видов».
Странно, что исследователями дарвинизма крайне редко упоминается важнейший для понимания формирования эволюционных взглядов Уоллеса факт, что в сентябре 1855 г., за четыре года до первого издания «Происхождения видов» Дарвина, Уоллес напечатал в «Annals and Magazine of Natural History » статью под названием «О законе, регулирующем появление новых видов». В ней Уоллес не только выступил с заявлением о существовании процесса эволюции видов, но и указал на роль географической изоляции в становлении новых разновидностей. Он сформулировал даже закон: «Появление каждого вида совпадает географически и хронологически с появлением очень ему близкого и предшествовавшего вида». Другой его тезис был также существен: «Виды образуются по плану предшествующих». Эти заключения он основывал не только на данных изучения коллекций современных ему видов, но и ископаемых форм.
А. Уоллес, хорошо знавший дикую природу, черпал примеры из своих экспедиционных наблюдений. Во введении к своей книге «Дарвинизм...» (1889) он напишет: «Слабым местом в трудах Дарвина всегда считалось то, что он преимущественно основывал свою теорию на явлениях внешней изменяемости одомашненных животных и культурных растений. Поэтому я постарался найти прочное объяснение для его теории в фактах изменяемости организмов в естественных условиях»
Уоллес, как водится в научной среде, разослал свою статью коллегам-биологам, и в их числе - Дарвину, которого высоко ценил за описание путешествия на «Бигле». Путешественник и натуралист, Уоллес хорошо понимал, насколько трудна задача описания монотонных переездов с места на место и повторяющейся изо дня в день деятельности. Два видных ученых - Лайель и Блит - также обратили внимание Дарвина на статью Уоллеса, о чем Дарвин сообщил в письме Уоллесу от 22 декабря 1857 г.
Дарвин положительно отозвался о работе Уоллеса, и с этого времени между ними завязалась переписка. Но Дарвин, нарочно или невольно, пригасил энергию Уоллеса в отношении дальнейшего обдумывания проблемы происхождения видов, когда в одном из писем как бы невзначай сообщил ему, что он уже давно работает над той же проблемой и пишет большую книгу о происхождении видов. Это сообщение подействовало на Уоллеса, о чем он написал в письме Бэйтсу: «Я очень обрадован письмом Дарвина, в котором он пишет, что согласен «почти со всяким словом» моей работы. Теперь он подготовляет свой большой труд о видах и разновидностях, материал для которого он собирал в течение 20 лет. Он может избавить меня от заботы писать дальше о моей гипотезе... во всяком случае, в мое распоряжение будут предоставлены его факты, и я смогу над ними работать».
Однако, как дружно свидетельствуют все биографы Дарвина, несмотря на обещания, Дарвин своих гипотез и имеющихся в его руках фактов Уоллесу не предоставил. Так, видный русский биограф Дарвина А. Д. Некрасов пишет: «...Дарвин, ссылаясь на невозможность в письме изложить свои взгляды, умалчивал о теории отбора. Уоллес пришел к идее естественного отбора независимо от Дарвина.... Без сомнения, Дарвин в своих письмах ни одним словом не обмолвился ни о принципе борьбы за существование, ни о сохранении наиболее приспособленных. И к этим принципам Уоллес пришел независимо от Дарвина».
Итак, Уоллес сам сформулировал гипотезу естественного отбора, и произошло это 25 января 1858 г., когда путешественник находился на одном из островов Молуккского архипелага. Уоллес заболел тяжелой лихорадкой и в промежутках между приступами вдруг отчетливо представил, как можно применить рассуждение Мальтуса о перенаселении и его роли в эволюции. Ведь если Мальтус прав, то шансы для лучшего выживания выше у организмов, лучше приспособленных к условиям жизни! В «борьбе за существование» они одержат верх над менее приспособленными, дадут большее потомство, а за счет лучшего размножения займут более широкий ареал.
После этой догадки в уме Уоллеса, много лет размышлявшего над проблемами изменения видов, быстро сложилась общая картина. Так как основными фактами он уже располагал, ему не составило труда спешно набросать тезисы статьи и также спешно завершить всю работу, дав ей ясное название: «О стремлении разновидностей бесконечно удаляться от первоначального типа». Эту статью он и отправил с первой же оказией Дарвину, прося помочь с публикацией. Как писал Некрасов, «Уоллес послал ее Дарвину, надеясь, что приложение принципа «борьбы за существование» к вопросу о происхождении видов будет такой же новостью для Дарвина, как для него самого».
Однако предположение Уоллеса, что Дарвин поможет популяризации его работы, было ошибкой и навсегда лишило его вполне законного приоритета в опубликовании принципа эволюции путем отбора организмов, наиболее приспособленных к условиям среды. Дарвин не только ничего не сделал для быстрой публикации работы Уоллеса, но и постарался принять все меры, чтобы утвердить свое первенство.
Спешное обнародование работы Дарвина
Получив труд Уоллеса, Дарвин понял, что его опередили. Показательно, что в письме к Лайелю он признался: «Я никогда не видел такого поразительного совпадения; если бы у Уоллеса была моя рукопись 1842 года, он не смог бы сделать лучше сокращенного обзора. Даже его названия соответствуют заголовкам моих глав».
Узнав о случившемся, два друга Дарвина - Чарлз Лайель и Джозеф Гукер, занимавшие высокое положение в научных кругах Англии, решили спасти положение и представили членам Лондонского Линнеевского общества одновременно и законченную работу Уоллеса, и короткую (на двух страничках) заметку Дарвина «О склонности видов к образованию разновидностей и видов посредством естественного отбора». Оба материала были зачитаны 1 июля 1859 г. на заседании общества и затем опубликованы под этой датой.
Дарвин на заседании не присутствовал. Выступавших было двое - Лайель и Гукер. Один из них с жаром, другой более сдержанно рассказали, что были свидетелями творческих мук Дарвина и удостоверили своим авторитетом факт его приоритета. Заседание кончилось в гробовой тишине. Никто никаких заявлений не сделал.
К концу года Дарвин закончил книгу «Происхождение видов» и оплатил ее издание. Книгу напечатали за две недели; весь тираж (1250 экземпляров) был раскуплен в один день. Дарвин спешно оплатил второе издание, и через месяц в продажу поступило еще 3000 экземпляров; затем вышло третье издание, исправленное и дополненное, потом - четвертое и т. д. Имя Дарвина приобрело огромную популярность.
Уоллес, целиком примирившийся с потерей приоритета, издал в 1870 г. книгу «Вклад в теорию естественного отбора», а в 1889 г. - огромный (750 страниц) том, символически названный «Дарвинизм. Изложение теории естественного отбора и некоторые из ее приложений» .
Основная цель этих книг заключалась в том, чтобы проиллюстрировать примерами принцип лучшего выживания животных и растений, более приспособленных к данной среде. Дарвин в большей мере использовал примеры из области одомашнивания животных, выведения пород скота, декоративных птиц и рыб, селекции сортов растений.
Уместно вспомнить, что Уоллес и ранее (в статье 1856 г.) отвергал доказательность примеров эволюции, почерпнутых из сферы изменчивости одомашненных животных, справедливо указывая, что приспособительная (адаптивная) изменчивость у домашних животных не существует. Ведь именно человек отбирает лучшие для него формы, а сами животные не участвуют в борьбе за существование: «Таким образом, из наблюдений над разновидностями домашних животных нельзя сделать никаких выводов относительно разновидностей животных, живущих в диком состоянии».
Отношение Дарвина к Ламарку
Дарвин не уставал повторять, что его взгляды не имеют ничего общего с ламарковскими, и на протяжении жизни не переставал дурно отзываться о своем великом предшественнике. Возможно, сама мысль, что он - не первый и что за 50 лет до него те же мысли уже были высказаны французом, тяготила его.
В 1840-е гг. в письмах к Гукеру он не раз писал об этом: «...не знаю никаких систематических сочинений об этом предмете, кроме книги Ламарка, но это - настоящая дрянь»; «Ламарк... повредил вопросу своим нелепым, хотя и умным трудом»; «Да сохранит меня Небо от глупого ламарковского «стремления к прогрессу», «приспособления вследствие медленного хотения животных» и прочего». Правда, последнюю фразу из приведенных цитат он вынужден был продолжить словами: «Но выводы, к которым прихожу, не отличаются значительно от его выводов, хотя способы изменения вполне различны».
В одном из писем к Лайелю, отправленных почти двадцатью годами позже, он писал, обсуждая значение труда своего предшественника: «Я смотрю на нее (на «Философию зоологии» - прим. авт.), прочтя ее старательно два раза, как на жалкую книгу, из которой я не извлек никакой пользы. Но я знаю, что вы больше воспользовались ею».
В общем, как писал русский исследователь дарвинизма Вл. Карпов, первоначально «Ламарк был чужд и мало понятен Дарвину, как представитель другого склада ума, круга идей, другой национальности». Тем не менее принципиального сходства в книгах Ламарка и Дарвина было больше, чем различий. Оба автора были едины в центральном вопросе - провозглашении принципа прогрессивного развития видов, и оба заявляли, что именно необходимость лучше соответствовать требованиям внешней среды понуждает виды прогрессировать.
Даже основные группы примеров, использованных Дарвином, совпадали с примерами Ламарка (породы собак, домашних птиц, садовые растения). Только Дарвин старался привести как можно больше примеров, пусть и однотипных, но создающих у читателя впечатление солидности, основательности; Ламарк же ограничивал себя одним-двумя примерами по каждому пункту.
Вымирание видов, по Дарвину, - явление, коррелирующее с происхождением новых видов: «Так как с течением времени деятельностью естественного отбора образуются новые виды, то другие должны становиться все более редкими и, наконец, исчезать. ...В главе, посвященной борьбе за существование, мы видели, что наиболее ожесточенная конкуренция должна происходить между формами, наиболее близкими - разновидностями одного вида или одного рода или ближайших друг к другу родов, так как эти формы будут обладать почти одинаковым строением, общим складом и привычками»
В чем мысли Дарвина сильно отличались от мыслей Ламарка, так это в попытке объяснения причин эволюции. Ламарк искал их внутри организмов, в заложенной в них способности изменять устройство тела в зависимости от упражнения органов (и во второй половине XIX в. это положение Ламарка расценивалось как чрезвычайно важное, ибо подавляющее большинство ученых полагали, что живым существам имманентно присуще свойство самосовершенствования). Дарвин же первоначально исходил из того, что свойства организмов могли изменяться из-за случайных причин, а внешняя среда исполняла роль контролера, отсекающего менее приспособленные особи. Но поскольку Дарвин не понимал, что могло изменяться в организмах, что собой представляют наследственные структуры, эти его мысли были целиком и полностью гипотетическим философствованием.
Парадокс заключается в том, что, начав с категорического отрицания «глупых» взглядов Ламарка, Дарвин постепенно стал менять свои взгляды и говорить о возможности непосредственного наследования приобретенных за время жизни признаков. Главной причиной такой перемены стало важнейшее обстоятельство, которое мешало и Ламарку, а именно: отсутствие сведений о законах наследования признаков, незнание того, что в организме существуют особые структуры, несущие наследственную информацию.
Однако если во времена Ламарка наука была еще далека от постановки вопросов, связанных с обнаружением законов наследственности, и было бы нелепо бросить даже тень укора в адрес Ламарка, то ко времени публикации «Происхождения видов» положение в корне изменилось.
Геммулы вместо генов
Первые подходы к познанию законов наследственности, правда еще в достаточно аморфном виде, сложились в результате работ немецкого исследователя Йозефа Готлиба Кёльрёйтера (1733–1806), несколько лет работавшего в Петербурге, и ряда других европейских ученых. Кёльрёйтер в 1756–1760 гг. провел первые опыты по гибридизации и сформулировал понятия о наследуемости.
Англичанин Томас Эндрю Найт (1789–1835), скрещивая разные сорта культурных растений, пришел к выводу, что в поколениях гибридных растений признаки, по которым исходные сорта различаются между собой, «рассыпаются» и проявляются индивидуально. Причем он отметил, что существуют мелкие индивидуальные отличия, которые далее не «делятся» при скрещиваниях и сохраняют свою индивидуальность в поколениях. Тем самым уже в начале XIX в. Найт сформулировал понятие об элементарных наследуемых признаках.
Француз Огюст Сажрэ (1763–1851) в 1825–1835 гг. сделал другое важнейшее открытие. Следя за найтовскими «элементарными признаками», он обнаружил, что некоторые из них при комбинировании с другими подавляют проявление этих признаков. Так были открыты доминантные и рецессивные признаки.
В 1852 г. другой француз, Шарль Нодэн (1815–1899), более внимательно изучил эти два типа признаков и, подобно Сажрэ, установил, что в комбинациях доминантных и рецессивных признаков последние перестают проявляться. Однако стоит скрестить между собой такие гибриды, как у части их потомков они снова проступают (позже Мендель назовет этот процесс расщеплением признаков). Эти работы доказывали важнейший факт - сохранение наследственных структур, несущих информацию о подавляемых (рецессивных) признаках даже в тех случаях, когда внешне эти признаки не проявлялись. Нодэн попытался открыть количественные закономерности сочетания доминантных и рецессивных признаков, но, взявшись следить сразу за большим их числом, запутался в результатах и не смог продвинуться вперед.
Дарвину были хорошо известны результаты работ этих ученых, но он не понял их значения, не оценил той великой пользы, какую несли ему открытия элементарных наследственных единиц, закономерностей их комбинирования и проявления у потомков. Следовало сделать еще один шаг - упростить задачу и анализировать количественное распределение признаков у организмов, различающихся одним или максимум двумя признаками, и тогда законы генетики были бы открыты.
Этот рывок в науке совершил чешский естествоиспытатель, блестящий экспериментатор Иоганн Грегор Мендель, в 1865 г. опубликовавший гениальный труд, в котором изложил выводы экспериментов по выявлению законов наследственности. Схему своих опытов Мендель построил именно путем упрощения задачи, когда он решил скрупулезно следить за поведением в скрещиваниях сначала лишь одного наследуемого признака, а затем - двух. В результате он доказал, теперь уже окончательно, наличие элементарных единиц наследственности, четко описал правила доминирования, открыл количественные закономерности комбинирования единиц наследственности у гибридов и правила расщепления наследственных признаков.
Дарвин, следовательно, мог сам эти законы открыть (он продвинулся вперед в понимании важности выяснения законов наследования, к тому же прогресс науки в то время был столь ощутим, что сделанное Менделем было в принципе доступно любому задумывающемуся над проблемами наследования). Но Дарвин не был экспериментатором. Конечно, он мог просто прочесть опубликованный Менделем труд на немецком языке, однако этого тоже не произошло.
Вместо этого Дарвин принялся придумывать гипотезу (он претенциозно назвал ее теорией) пангенезиса о том, как осуществляется передача наследственных свойств потомкам. Он допустил наличие в любой части тела «...особых, независимо размножающихся и питающихся наследственных крупинок - геммул, собирающихся в половых продуктах, но могущих быть рассыпанными и по всему телу... каждая из которых может восстановить в следующем поколении ту часть, которая дала им начало».
Гипотеза эта была отнюдь не оригинальной: ту же идею выдвинул в своей 36-томной «Истории природы» Жорж Луи Леклерк Бюффон за сто лет до Дарвина. Многие крупные ученые, в их числе и те, кто помог Дарвину укрепить свой приоритет в провозглашении роли естественного отбора в эволюции (Гукер и Лайель), советовали Дарвину не публиковать его «теорию пангенезиса». Он на словах соглашался с ними, но на деле решил не отступать от своего и включил соответствующую главу в книгу «Изменения животных и растений под влиянием одомашнивания», опубликованную в 1868 г. (тремя годами позже труда Менделя).
До конца своей жизни Дарвин сохранял убеждение, что его теории пангенезиса уготовано великое будущее. Хотя в письмах к тем, от чьей помощи он всю жизнь зависел (Лайелю, Гукеру, Гексли), он кокетливо называл это свое детище «опрометчивой и недоработанной гипотезой», говорил, что «заниматься такими умозрениями - «чистейший вздор"» и обещал «постараться убедить себя не печатать» изложение своей «теории», но обещание это он выполнять не собирался, а только критический запал его высоких друзей старался пригасить. Другим адресатам в это же самое время он писал совершенно иное: «В глубине души я считаю, что в ней заложена великая истина» (письмо А. Грею, 1867 г.), или: «Я предпочту умереть, чем перестать защищать от нападок свое бедное дитя» (письмо Г. Спенсеру, 1868 г.). Те же нотки звучали и позже: «В отношении пангенезиса я не собираюсь сворачивать знамен» (письмо А. Уоллесу, 1875 г.); «Мне пришлось много думать по этому вопросу, и я убежден в его большом значении, хотя придется долбить годы, пока физиологи дотумкают, что половые органы лишь собирают воспроизводительные элементы» (письмо Дж. Ромэйнсу, 1875 г.).
Бесхвостую кошку нельзя получить упражнениями
В большинстве случаев при обсуждении гипотезы пангенезиса Дарвина принято говорить, что ее автор не ушел далеко от своего времени, а, дескать, Мендель опередил свое время на 35 лет (недаром его законы действительно переоткрыли 35 годами позже). Но можно сказать и по-другому: в понимании механизмов наследования признаков Дарвин не дорос до своего современника Менделя.
А между тем вопрос этот был для Дарвина важнейшим. В первом издании «Происхождения видов» он исходил из предпосылки, что изменения у живых существ возникают часто и что они неопределенны: некоторые несут какую-то пользу организму, остальные - вредны или бесполезны. Он считал, что в отношении полезных признаков все ясно - они в основном наследуются. «Всякое изменение, как бы оно ни было незначительно, и от каких бы причин оно ни зависело, если оно сколько-нибудь выгодно для особи какого-либо вида - всякое такое изменение будет способствовать сохранению особи и большею частью передастся потомству», - писал он.
Он считал, что в самой изменчивости не содержится предопределенности, изначальной пользы. В этом пункте он видел коренное отличие своих взглядов от ламарковских. Никакого «внутреннего стремления к совершенству», никакого вложенного в живые существа свойства предопределенности в «улучшении вследствие медленного хотения» не существует (слова «медленное хотение» принадлежали самому Дарвину).
Однако, несмотря на демонстративное отвергание ламарковского постулата, Дарвин, как показывает приведенная выше цитата о наследовании «всякого изменения, как бы оно ни было незначительно, и от каких бы причин оно ни зависело», лишь бы оно «было выгодно для особи какого-либо вида», был даже в этот начальный момент не слишком далек от Ламарка. Он также приписывал организмам вложенную в них (то есть предопределенную) способность сохранять в наследственной основе любые полезные уклонения. Гипотеза о геммулах, воспринимающих полезные стимулы, существа дела не меняла. Ни одного факта в пользу своей гипотезы у Дарвина не было, и в этом смысле Ламарк с его «упражнением органов» был ничуть не слабее в аргументации, чем Дарвин.
Отказавшись от ламарковского наследования благоприобретенных признаков, Дарвин ничего реального взамен не предложил, а просто обошел вопрос о том, что, как и когда наследуется, разделив возможную изменчивость на два типа. Первый - определенно благоприятные изменения, которых «жаждет» организм и которые являются результатом прямого ответа на действие среды (такое наследование он отрицал). Второй тип - неопределенные изменения, которые могут возникать и не под прямым влиянием внешней среды (они наследуются). В этом пункте он видел главное отличие своей доктрины от взглядов Ламарка, относимых им к ошибочным.
Но почему первые изменения не наследуются, а вторые возникают и наследуются? Что собой вообще представляют наследственные структуры и как они передаются потомкам, он себе не представлял. Назвав их геммулами, он ни на йоту не приблизился к пониманию их природы. Интуитивно он, возможно, догадывался, что, сколько ни отрубай хвосты кошкам, чтобы те, прыгая с комодов, не сбивали веджвудских статуэток, приплод от бесхвостых котов и кошек все равно будет с хвостами.
«Кошмар Дженкина»
Единственное убеждение, которое Дарвин разделял с большинством своих современников - это то, что передача наследственности сродни слиянию жидкости, скажем, крови. Кровь матери-рекордистки сливается с кровью обычного, ничем не выделяющегося отца - и получается полукровка. А если идентичные организмы (родные брат и сестра) дают потомство, то потомство это будет «чистых кровей» (их назовут позже чистой «линией»).
Дарвин полностью придерживался этих взглядов, поэтому на него так сокрушительно подействовала критика, высказанная в июне 1867 г. инженером Флемингом Дженкином в журнале «Северное Британское обозрение». Дженкин был крупнейшим специалистом по электричеству, электрическим сетям, при его личном участии были проложены кабели в Европе, в Южной и Северной Америке, он считается отцом телеграфа, всю жизнь был ближайшим другом Уильяма Томсона, позднее ставшего лордом Кельвиным. За год до публикации своей разгромной статьи о главном принципе, примененном Дарвиным для обоснования естественного отбора, Дженкин стал профессором инженерной школы Лондонского Университетского Колледжа. Своей блестяще написанной статьей, не содержащей ни одного лишнего слова, Дженкин, как считалось, одним ударом подрубил под корень дарвиновское объяснение наследования полезных уклонений.
Допустим, Дарвин прав, объяснял Дженкин, и есть неопределенная изменчивость, благодаря которой какой-то одиночный организм приобрел полезное для него уклонение (обязательно одиночный, иначе это - массовое ламарковское изменение под влиянием среды). Но скрещиваться этот счастливчик будет с обычной особью. Значит, произойдет разбавление «кровей» - признак у потомства сохранит только половину полезного уклонения. В следующем поколении от него останется четвертинка, затем - восьмушка и т. д. В результате вместо эволюции произойдет рассасывание полезных уклонений (Дженкин употреблял термин swamping «заболачивание» или засасывание неизменными наследственными потенциями измененной потенции).
Критика профессора-инженера вызвала у Дарвина чувства, которые он называл не иначе, как «кошмар Дженкина». Как признал Дарвин в одном из писем, верность рассуждений оппонента, «едва ли может быть подвергнута сомнению». В письме Гукеру от 7 августа 1860 г. Дарвин написал: «Знаете, я почувствовал себя очень приниженным, закончив чтение статьи».
В конце концов, после долгих размышлений, он увидел только один способ ответа на критику: признать, что среда влияет прямо на наследственность и тем самым ведет к изменению сразу большого числа особей, обитающих в новых условиях. Только в этом случае «рассасывания» новых признаков не должно было происходить. Такое признание роли массового прямого влияния среды в прогрессивной эволюции означало решающее сближение с позицией Ламарка и признание принципа наследования благоприобретенных признаков.
Согласившись с доводами, содержавшимися в разгромной статье Дженкина относительно дарвиновского механизма наследования полезных признаков, Дарвин решил внести исправления в очередное, пятое, а затем и шестое издания книги. «...Мне так грустно, - писал он Гукеру, - но моя работа ведет меня к несколько большему признанию прямого воздействия со стороны физических условий. Наверное, я потому жалею об этом, что оно уменьшает славу естественного отбора».
А между тем спасительный выход для Дарвина уже существовал. Грегор Мендель за несколько лет до этого доказал, что наследственные структуры ни с чем не сливаются, а сохраняют свою структуру неизменной. Если единица, отвечающая за передачу наследственности (позже ее назвали геном), изменена, и в результате контролируемый ею признак формируется по-новому, то все потомки этого первого наследственно изменившегося организма будут нести такой же новый признак. «Кошмар Дженкина», попортивший так много крови Дарвину, рассеивался полностью, и эволюционная теория приобретала законченную форму. Но Дарвин не знал работу Менделя, а сам до его выводов не додумался.
Литература:
1) Loren C. Eisley. Charles Darwin, Edward Blyth, and the theory of natural selection // Proc. Amer. Philosoph. Soc.
1959. V. 03, N. 1. P. 94–115.
2) Edward Blyth. An attempt to classify the «varieties» of animals, with observations on the marked seasonal and other changes which naturally take place in various British species, and which do not constitute varieties // (London). 1835. V. 8. P. 40–53; On the physiological distinction between man and all other animals, etc. // The Magazine of Natural History
(London), n.s.. 1837. V. 1. P. 1–9, and P. 77–85, and P. 131–141; отрывки из работ Блита, также как воспоминания о нем Артура Гроута, опубликованные в августовском номере журнала Journ. of Asiatic Society of Bengal
, 1875, приведены в виде приложения к статье Эйсли (см. прим. /1/, с. 115–160).
3) Уоллес А. Р. Дарвинизм. Изложение теории естественного подбора и некоторые ее приложения. Перевед с англ. проф. М. А. Мензбира. Библиотека для самообразования. М.: Изд. Сытина, 1898. Т. XV.
4) Fleeming Jenkin. Review of The Origin of Species // North British Review
. 1867. V. 46. P. 277–318.
См. «Наука из первых рук», 2010, №3 (33). С. 88–103.
«Наука из первых рук», 2005, №3 (6). С. 106–119.
Урожденная Веджвуд, дочь владельца знаменитой фабрики по изготовлению керамических изделий (называемых по сей день «веджвудами»). Она славилась многими достоинствами, в том числе была неплохой пианисткой и брала уроки музыки у самого Шопена.
Наиболее видные американские дарвинисты XX в. Э. Майр, С. Дарлингтон, С. Д. Гульд оспаривали позже мнение относительно заимствования Дарвиным идей Э. Блита, основываясь на том, что Блит рассуждал об отборе ухудшенных форм, а не о прогрессивной эволюции.
Уже в XX в. «закон» Уоллеса о роли географической изоляции в ускорении эволюции видов стал неотъемлемой частью учения, получившего название «Синтетическая теория эволюции», разработанного американским ученым русского происхождения Ф. Г. Добржанским. Первым на роль географической изоляции для отбора генов указал в 1926 г. С. С. Четвериков в его работе «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики».
Чарльз Рооберт Дарвин – натуралист, пионер теории о происхождении живого на Земле от общего предка, путем эволюции каждого вида. Автор книги «Происхождение видов», теории о происхождении человека, понятий естественного и полового отбора, первого этологического исследования «Выражение эмоций у человека и животных», теории о причинах эволюции.
Чарльз Дарвин родился 12 февраля 1809 года в графстве Шропшир (Англия) в имении Дарвинов Маунт Хаус, в Шрусбери. Роберт Дарвин, отец мальчика, врач и финансист, сын ученого натуралиста Эразма Дарвина. Мать Сьюзанн Дарвин, в девичестве – Уэджвуд, дочь художника Джозайи Уэджвуда. В семье Дарвинов росло шестеро детей. Семья посещала Унитарианскую церковь, однако мать Чарльза до замужества – прихожанка англиканской церкви.
В 1817 году Чарльза отдали в школу. Восьмилетний Дарвин познакомился с естествознанием и сделал первые шаги в коллекционировании. Летом 1817 года умерла мать мальчика. Отец отдал сыновей Чарльза и Эразма в 1818 году в пансион при англиканской церкви – «Школу Шрюсбери».
Чарльз не делал успехов в учебе. Тяжело давались языки и литература. Главная страсть мальчика – собирание коллекций и охота. Нравоучения отца и преподавателей не заставили Чарльза взяться за ум, и в конечном итоге на него махнули рукой. Позже у юного Дарвина появилось еще одно увлечение – химия, за что Дарвину даже сделал выговор начальник гимназии. Гимназию Чарльз Дарвин закончил с далеко не блестящими результатами.
После окончания гимназии в 1825 году Чарльз вместе с братом Эразмом поступил в Эдинбургский университет, на факультет медицины. Перед поступлением молодой человек поработал ассистентом в медицинской практике отца.
В университете Эдинбурга Дарвин проучился два года. За это время будущий ученый понял, что медицина – не его призвание. Студент перестал ходить на лекции и увлекся изготовлением чучел животных. Учителем Чарльза в этом деле был освобожденный раб Джон Эдмонстоун, побывавший в путешествии по Амазонии в группе естествоиспытателя Чарльза Уотертона.
Первые открытия Дарвин сделал в области анатомии морских беспозвоночных. Работы молодой ученый представил в марте 1827 года на заседании Плиниевского студенческого общества, членом которого являлся с 1826 года. В этом же обществе молодой Дарвин познакомился с материализмом. В это время он работал ассистентом у Роберта Эдмонда Гранта. Посещал курс естественной истории Роберта Джемсона, где получил базовые знания в геологии, работал с коллекциями, принадлежащими музею Эдинбургского университета.
Новость о запущенной учебе сына не привела Дарвина-старшего в восторг. Поняв, что врачом Чарльзу не стать, Роберт Дарвин настоял на поступлении сына в колледж Христа Кембриджского университета. Хотя посещения Плиниевского общества сильно пошатнули веру Дарвина в догматы церкви, он противиться воли отца не стал и в 1828 году выдержал вступительные экзамены в Кембридж.
Учеба в Кембридже не слишком увлекала Дарвина. Время студента занимала охота и верховая езда. Появилось новое увлечение – энтомология. Чарльз вошел в круг коллекционеров насекомых. Будущий ученый подружился с профессором Кембриджа Джоном Стивенсом Генслоу, открывшим студенту дверь в удивительный мир ботаники. Генслоу познакомил Дарвина с ведущими естествоиспытателями того времени.
С приближением выпускных экзаменов Дарвин начал форсировать упущенный материал по основным предметам. Занял 10-е место по итогам результатов экзаменов выпуска.
Путешествия
После окончания учебы в 1831 году Чарльз Дарвин еще какое-то время оставался в Кембридже. Он посвятил время изучению работ Уильяма Пэйли «Естественная Теология» и Александра фон Гумбольдта («Личное повествование»). Эти книги навели Дарвина на мысль о путешествии в тропики для изучения естественных наук на практике. Для осуществления идеи путешествия Чарльз прошел курс геологии Адама Седжвика, а затем уехал с преподобным в Северный Уэльс для картографирования пород.
По приезду из Уэльса Дарвина ждало письмо профессора Генслоу с рекомендацией капитану экспедиционного корабля Английского Королевского флота «Бигль» Роберту Фицрою. Корабль в то время отправлялся в путешествие в Южную Америку, и Дарвин мог занять в команде место натуралиста. Правда, должность не оплачивалась. Отец Чарльза категорически возражал против поездки, и только слово «за» дяди Чарльза, Джозайи Веджвуда II, спасло ситуацию. Молодой натуралист отправился в кругосветное путешествие.
Корабль Чарльза Дарвина назывался «Бигль» Путешествие началось в 1831 году, а закончилось 2 октября 1836 года. Экипаж «Бигля» вел работы по картографической съемке побережий. Дарвин в это время занимался на берегу сбором экспонатов для коллекции по естественной истории и геологии. Вел полный отчет о своих наблюдениях. При каждом удобном случае естествоиспытатель отправлял копии записей в Кембридж. Во время путешествия Дарвин собрал обширную коллекцию животных, большая доля которой отводилась морским беспозвоночным. Описал геологическое строение ряда побережий.
Возле островов Зеленого Мыса Дарвин сделал открытие о влиянии временного промежутка на геологические изменения, применяемое им в написании трудов по геологии в дальнейшем.
В Патагонии он обнаружил окаменевшие останки древнего млекопитающего мегатерия. Присутствие рядом с ним в породе современных раковин моллюсков свидетельствовало о недавнем исчезновении вида. Открытие вызвало интерес в научных кругах Англии.
Исследование ступенчатой равнинной части Патагонии, открывающей древние пласты Земли, привело Дарвина к выводу о неверности утверждений в работе Лайеля «о постоянстве и исчезновении видов».
У берегов Чили команда «Бигля» застала землетрясение. Чарльз видел, как над уровнем моря поднимается кора Земли. В Андах он нашел раковины морских беспозвоночных, что привело ученого к догадке о возникновении барьерных рифов и атоллов вследствие тектонического движения земной коры.
На Галапагосских островах Дарвин заметил отличия местных видов животных от материковых родственников и представителей соседних островов. Объектом исследования стали галапагосские черепахи и птицы пересмешники.
В Австралии увиденные диковинные сумчатые животные и утконосы настолько отличались от животного мира других материков, что Дарвин всерьез задумался о еще одном «создателе».
С командой «Бигля» Чарльз Дарвин побывал на Кокосовых островах, Зеленом мысе, острове Тенерифе, в Бразилии, Аргентине, Уругвае, на Огненной Земле. По результатам собранной информации ученый создал труды «Дневник изысканий натуралиста» (1839), «Зоология путешествия на корабле «Бигль» (1840), «Строение и распределение коралловых рифов» (1842). Описал интересное природное явление - пенитентес (особые кристаллы льда на ледниках Анд).
После возвращения из путешествия Дарвин начал сбор подтверждений своей теории об изменении видов. Живя в глубоко религиозной среде, ученый понимал, что своей теорией подрывает принятые догмы существующего миропорядка. Он верил в Бога, как в высшую сущность, однако полностью разочаровался в христианстве. Его окончательный отход от церкви произошел после смерти дочери Энн в 1851 году. Дарвин не прекращал помогать церкви и оказывать поддержку прихожанам, однако во время посещения семьей церковной службы отправлялся гулять. Дарвин называл себя агностиком.
В 1838 году Чарльз Дарвин стал секретарем «Лондонского геологического общества». Этот пост занимал до 1841 года.
Теория происхождения видов
В 1837 году Чарльз Дарвин приступил к ведению дневника, классифицирующего сорта растений и породы домашних животных. В него же он заносил свои мысли по естественному отбору. Первые заметки о происхождении видов появились в 1842 году.
«Происхождение видов» – цепь аргументов, подтверждающих теорию эволюции. Суть учения – постепенное развитие популяций видов путем естественного отбора. Принципы, изложенные в работе, получили в научном сообществе название «дарвинизм».
В 1856 году началась подготовка расширенного варианта книги. В 1859 году свет увидели 1250 экземпляров труда «Происхождение видов путём естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь». Книгу раскупили за два дня. При жизни Дарвина книга вышла на голландском, русском, итальянском, шведском, датском, польском, венгерском, испанском и сербском языках. Труды Дарвина переиздаются и популярны и сейчас. Теория ученого-натуралиста по-прежнему актуальна и является основой современной теории эволюции.
Еще один важный труд Дарвина – «Происхождение человека и половой отбор». В нем ученый разработал теорию об общем предке у человека и современной обезьяны. Ученый провел сравнительный анатомический анализ, сравнил эмбриологические данные, на основе чего показал сходство человека и обезьяны (симиальная теория антропогенеза).
В книге «О выражении эмоций у человека и животных» Дарвин описал человека как часть эволюционной цепочки. Человек, как живой организм, развился из низшей животной формы.
Личная жизнь
Чарльз Дарвин женился в 1839 году. К женитьбе отнесся серьезно. Прежде чем принять решение, выписал на лист бумаги все «за» и «против». После вердикта «Жениться-Жениться-Жениться» 11 ноября 1838 года сделал предложение кузине Эмме Вэджвуд. Эмма – дочь Джосайи Веджвуда II, дяди Чарльза, члена Парламента и владельца фабрики фарфора. На момент свадьбы невесте исполнилось 30 лет. До Чарльза Эмма отвергала предложения руки и сердца. Девушка вела переписку с Дарвином в годы путешествия к Южной Америке. Эмма – девушка образованная. Писала проповеди для сельской школы, обучалась музыке в Париже у Фредерика Шопена.
Бракосочетание состоялось 29 января. Венчание в Англиканской церкви провел брат жениха и невесты Джон Аллен Веджвуд. Молодожены поселились в Лондоне. 17 сентября 1842 года семья переехала в Даун графства Кент.
У Эммы и Чарльза родилось десять детей. Дети достигли высокого положения в обществе. Сыновья Джордж, Фрэнсис и Гораций были членами Английского Королевского общества.
Трое малышей умерло. Дарвин связывал болезненность детей с родственной связью между собой и Эммой (работа «Болезненности потомков от близкородственного скрещивания и преимуществах далёких скрещиваний»).
Смерть
Умер Чарльз Дарвин в возрасте 73 лет, 19 апреля 1882 года. Похоронен в Вестминстерском аббатстве.
После смерти мужа Эмма купила дом в Кембридже. Сыновья Фрэнсис и Гораций построили дома рядом. В Кембридже вдова жила зимой. На лето перебиралась в семейное имение в Кенте. Умерла 7 октября 1896 года. Похоронена в Дауне, рядом с братом Дарвина – Эразмом.
- Чарльз Дарвин родился в один день с .
- На фото Дарвин похож на .
- «Происхождение видов» стало так называться только к шестому переизданию.
- Дарвин узнавал новые виды животных и с гастрономической точки зрения: он пробовал на вкус блюда из броненосцев, страусов, агути, игуан.
- В честь ученого названо немало редких видов животных.
- Дарвин никогда не отрекался от своих убеждений: до конца дней, живя в глубоко религиозной семье, он в отношении религии был человеком сомневающимся.
- Путешествие «Бигля» растянулось вместо двух лет на пять.
