Геологичните и биологичните науки през последните десетилетия натрупаха огромна нова информация за еволюцията на органичния и неорганичния свят на Земята, както и за физико-географските, геоложките и биогеохимичните предпоставки за възможното съществуване на всякакви форми на живот в миналото или присъства на други планети. слънчева група. Еволюцията в много случаи вече може да бъде представена чрез мярка и число. Събрана е обширна информация за множество биологични катастрофи (кризи), предимно през последните милиарди години; за връзката им с абиотичните кризи, за възможните общи причини за тези явления.

В същото време е натрупана огромна информация за структурна организацияи молекулярно-генетични механизми на функциониране на клетката - основата на живота, факторите на вариабилността на генома и моделите на молекулярната еволюция на клетките и организмите. В същото време, въпреки обширните данни за молекулярно-генетичните механизми, които определят реакциите на геномите, клетките и организмите към промените в околната среда, ние знаем малко за връзките между тези механизми и процесите на еволюция на биотата, които са се случили на Земята в моменти на глобални геоложки промени. Въпреки изобилието от информация за закономерностите на еволюцията на органичния и неорганичния свят, получена от науките за Земята и биологията, тя все още остава фрагментирана и изисква систематично обобщение.

Сред основните постижения на последните десетилетия може да се припише декодирането от палеонтолози и геолози на докамбрийската хроника на развитието органичен святЗемята, която разшири геохронологичния диапазон на нашите познания за еволюцията на живота от 550 милиона до почти 4 милиарда години. Класическите концепции за еволюцията на органичния свят, основани на опита от изучаването на фанерозойската му история, когато таксономичната и екосистемна йерархия на биологичните системи вече са се развили в основни термини, започвайки с Чарлз Дарвин, се развиват в рамките на постепенно разбиране на филогенетичния процес, чиято централна връзка е видът. Изследването на докамбрийските форми на живот и условията на неговото съществуване постави на дневен ред нови проблеми.

Благодарение на постиженията на молекулярната биология (включително молекулярната филогения), от началото на 80-те години на миналия век стана ясно, че пътищата на биологичната еволюция на живота в условията на първоначалната аноксична (редуцираща) атмосфера и нейния постепенен преход към окислителна (увеличаване на концентрацията на кислород в местообитанието) са свързани с живота на три царства (домени на организми) на безядрени прокариоти: 1) истински еубактерии; 2) археобактерии, чийто геном има някои прилики с генома на еукариотите; 3) еукариоти с добре оформено ядро ​​и карпатологична цитоплазма с различни видове органели.

Най-важната връзка в развитието на биоразнообразието на живата обвивка на Земята са вендските скелетни Metazoa (вендобионти), открити през последните десетилетия с мистериозни метаболитни характеристики, непосредствените предшественици на основните видове съвременни безгръбначни, основните филогенетични стволове ( на ниво типове и семейства), които са възникнали преди около 540 милиона години в началото на камбрийския период.

Изследването на микробните общности в съвременните екстремни условия и тяхното експериментално моделиране позволи да се разкрият характеристиките на взаимодействието на автотрофни и хетеротрофни форми на прокариотния живот като специален тип адаптация в пространствено неделима система от две в едно организъм-екосистема . Развитието на методите на микробната палеонтология и откриването чрез тези методи в метеорити, вероятно донесени на Земята от Марс, на структури, наподобяващи следи от бактериален живот, даде нов тласък на проблема за "вечността на живота".

AT последните годинипалеонтологията и геологията са натрупали много данни за корелацията на глобалните геоложки и биотични събития в историята на биосферата. От особен интерес напоследък беше „феноменът“ на експлозивната биодиверсификация на органичния свят в ордовикския период (преди 450 милиона години), когато възникнаха огромен брой нови екологични специализации, в резултат на което се формира глобален затворен биогеохимичен цикъл в морските екосистеми за първи път. Тази „екологична революция“ корелира добре с появата на озонов екран в атмосферата по онова време, което коренно промени пространствените параметри на зоната на живот на Земята.

Натрупаните данни за взаимовръзките на основните тенденции и периодичността на глобалните процеси в еволюцията на външните и вътрешните обвивки на Земята и биосферата като цялостна система поставиха на дневен ред проблема за контролната връзка в ко- еволюцията на Земята и нейната биосфера. В съответствие с новите идеи, в съответствие с теорията за развитието на големите системи, еволюцията на биосферата се определя от по-високите йерархични нива на глобалната екосистема, а на по-ниските нива (популация, видове) нейната по-„фина“ настройка е предоставен („парадоксът на системната йерархия“). От тези позиции възниква проблемът за комбиниране на концепцията за видообразуването на Ч. Дарвин и биосферната концепция на В.И. Вернадски.

Във връзка с откриването през 70-те години на 20-ти век в съвременните океани на уникални екосистеми („черни пушачи“), следи от които сега се намират в седименти от древна възраст (най-малко 400 милиона години), които съществуват благодарение на ендогенна енергия на хидротермална един проблем: са слънчевата енергия и кислородна атмосферанеобходими условия за еволюцията на живота на планетите и какъв е еволюционният потенциал на екосистемите от този тип?

Така можем да формулираме следните съвременни проблеми на теорията на еволюцията:

1. Възникнал ли е животът на Земята по време на естествената еволюция на неорганичния свят (теорията за спонтанното генериране на живот от неорганична материя)? Или е донесен от Космоса (теория за панспермията) и следователно е много по-стар от Земята и не е пряко свързан в своя генезис с условията на примитивната Земя по времето, когато първите следи от живот са били записани в геоложките летописи?

В теорията на молекулярната еволюция са натрупани значителни знания, сочещи възможността за самовъзникване на живот (под формата на най-прости самовъзпроизвеждащи се системи) от неорганична материя в условията на първобитната Земя.

В същото време има факти, които свидетелстват в полза на теорията за панспермията: а) най-старите седиментни скали на възраст 3,8 милиарда години са запазили следи от масовото развитие на примитивни форми на живот, а изотопният състав на въглерода C12 / C13 практически не се различава от този в съвременната жива субстанция; б) в метеоритите са открити характеристики, които могат да се тълкуват като следи от жизнена дейност на примитивни форми на живот, въпреки че има възражения срещу тази гледна точка.

В същото време трябва да се отбележи, че въпросът за вечността на живота във Вселената в крайна сметка почива върху въпроса за вечността на самата Вселена. Ако животът е донесен на Земята от Космоса (теорията за панспермията), това не премахва проблема за произхода на живота, а само пренася момента на произхода на живота в дълбините на времето и пространството. По-специално в рамките на теорията голям взрив» Времето на възникване и разпространение на живота във Вселената не може да бъде повече от 10 милиарда години. Трябва обаче да се има предвид, че тази дата се отнася само за нашата Вселена, а не за целия Космос.

2. Какви са основните тенденции в еволюцията на примитивните едноклетъчни формиживот на Земята през първите 3,5 милиарда години (или повече) от развитието на живота? Дали основната тенденция беше увеличаване на сложността на вътрешната организация на клетката, за да се увеличи максимално потреблението на всички ресурси на недиференцираните околен святна примитивната Земя или дори тогава някои организми са поели по пътя на адаптиране към преобладаващото използване на всеки един ресурс (специализация), което би трябвало да допринесе за диференциацията на глобалната примитивна биосфера в система от локални биоценози? В тази връзка възниква и въпросът за съотношението на екзогенни (слънчеви) и ендогенни (хидротермални) източници на енергия за развитието на живота на ранен и по-късен етап.

Сега се счита за установено, че най-простите безядрени бактериални организми са довели до еукариоти с развито ядро, разделена цитоплазма, органели и сексуална форма на възпроизводство. Еукариотите в началото на преди около 1,2-1,4 милиарда години значително увеличиха своето биоразнообразие, което доведе до интензивно развитие на нови екологични ниши и общ разцвет както на ядрени, така и на неядрени форми на живот. Това обяснява по-специално масовото образуване на най-древните биогенни масла преди 1,2-1,4 милиарда години, може би най-мащабният процес на трансформация на биомасата на Земята, съществувала по това време (10 пъти по-голяма от съвременната биомаса) в инертна материя . Тук трябва да се отбележи, че съществуващите методи за изчисляване на масата на живата материя за минали геоложки епохи по количеството на фосилизираните органична материяне вземат предвид балансовите съотношения на автотрофните и хетеротрофните нива на биосферата, което също трябва да се припише на един от важните проблеми при изучаването на глобалните модели на еволюцията на биосферата. Възможно е първото забележимо увеличение на биомасата и биоразнообразието на еукариотите да е настъпило преди около 2 милиарда години. Възниква въпросът за връзката на това глобално еволюционно събитие с появата на свободен кислород в земната атмосфера.

3. Какви фактори осигуриха прогресивното усложняване на еукариотните геноми и особеностите на геномите на съвременните прокариоти?

Имало ли е условия на примитивната Земя, които са благоприятствали еволюционното усложняване на структурната и функционална организация на еукариотната клетка? Ако е така, какво е тяхното естество, кога са възникнали и продължават ли да действат и до днес?

Какви механизми осигуряват координацията на самосглобяването на екосистемите „отдолу“ (на ниво популация и видове) и „отгоре“ (т.е. на нивото на взаимодействие на глобалната екосистема с глобалните ендогенни и екзогенни геоложки процеси)?

Възниква и въпросът за еволюционния потенциал на различни нива на биологична организация (на молекулярно, генно, клетъчно, многоклетъчно, организмово, популационно) и условията за неговото прилагане. AT общ изгледможе да се има предвид очевидно увеличаване на еволюционния потенциал на всяко ново ниво на биологична организация (т.е. възможностите за морфо-функционална диференциация на живота на ниво организми и екосистеми), но задействащите механизми и ограничаващите фактори на автогенетичните (вътрешни) и външен (среда на живот) произход остават неясни. По-специално, природата на ароморфозите (кардинални промени в структурните планове на организмите) и солациите (изблици на биодиверсификация, придружени от появата на високопоставени таксони) остава загадъчна. Ароморфозите и солациите съвпадат добре с епохите на глобални биотични пренареждания и кардинални геоложки промени в околната среда (балансът на свободния кислород и въглероден двуокисв атмосферата и хидросферата, състоянието на озоновия екран, консолидацията и разпадането на суперконтинентите, мащабни климатични колебания). Появата на нови ароморфози (например появата на скелетни, след това скелетни морски Metazoa, съдови растения, сухоземни гръбначни и др.) коренно промени функционалните и пространствени характеристики на биосферата, както и еволюционните тенденции в определени таксономични групи. Това е в добро съответствие с теоретичната позиция на кибернетиката за ръководната роля в еволюционния процес на висшите звена на йерархичните системи.

Имало ли е глобална промяна в еволюционните стратегии в историята на Земята в рамките на стабилизиращ подбор (постоянство на условията на околната среда), движещ подбор (изразени еднопосочни промени в критичните параметри на околната среда) и дестабилизиращ подбор (катастрофални промени в параметрите на околната среда които влияят йерархично високи ниваорганизация на биосистемите от молекулярно-генетична до биосферна)? Има идея, че в ранните етапи от еволюцията на биосферата еволюционната стратегия се определя от търсенето на оптимални възможности за адаптиране към физическите и химичните условия на околната среда (некохерентна еволюция). И тъй като абиотичната среда се стабилизира, еволюцията придобива съгласуван характер и развитието на трофични специализации под натиска на конкуренцията за хранителни ресурси се превръща във водещ фактор в еволюционната стратегия в екологично наситени екосистеми.

Колко чести са били тези промени и каква роля са играли глобалните геоложки промени в тях? До каква степен това е свързано с появата на еукариоти в геоложкия летопис, както и с общия разцвет както на ядрените, така и на неядрените форми на живот на границата от преди 1,2-1,4 милиарда години?

Какво е съотношението на постепенните и експлозивните начини на еволюция на нивата на видовете и екосистемите и как те се променят на различни етапи от историята на биосферата?

Възможно ли е надеждно да се възстанови картината на еволюцията на живота на Земята, като се вземе предвид фундаменталната непълнота на геоложкия запис и сложността на реалните еволюционни процеси?

Какви ограничения се налагат от особеностите на структурната и функционалната организация на екосистемите върху еволюцията на преобладаващите в тях форми на живот?

4. Каква е природата на задействащите механизми, които осигуряват радикална промяна в начините на еволюция на формите на живот? Дали има иманентна същност поради вътрешните особености на организацията и еволюцията на биосистемите или поради външни причини, например геоложко преструктуриране? Как се сравняват тези фактори?

Според геоложки данни, масовото развитие на високоорганизирани форми на живот на Metazoa (с мускулни тъкани, храносмилателен тракт и т.н.) е настъпило през венда преди около 600 милиона години, въпреки че те може да са се появили по-рано, както се вижда от палеонтологични находки от скоро години. Но това бяха метазои с меко тяло без скелет. Те не са имали защитен скелет и при липсата на озонов слой очевидно са имали ограничена екологична ниша. На границата на 540-550 Ma се наблюдава таксономичен взрив (мащабна, почти едновременна поява) на всички основни видове и класове морски безгръбначни, представени главно от скелетни форми. Но пълното развитие на формите на живот, които заеха всички основни биотопи на Земята, се случи по-късно, когато количеството свободен кислород в атмосферата и хидросферата се увеличи значително и озоновият екран започна да се стабилизира.

Всички тези събития, от една страна, са свързани с най-големите геоложки събития, а от друга страна, експлозивният характер на тези събития изисква формирането на нови подходи към изграждането на еволюционни сценарии, основани на синтеза на класически дарвинови идеи и теорията за развитието на големи системи, която е в добро съгласие с учението на V.I. Vernadsky за биосферата като глобална биогеохимична система на Земята и съвременните екологични и геохимични модели на различни видове екосистеми. Всички големи биотични кризи корелират с големи геоложки промени, но са подготвени от саморазвитието на биологичните системи и натрупването на екологични дисбаланси.

5. До каква степен фотосинтезата и кислородният обмен са задължителни и необходими условия за развитието на живота на Земята? Преходът от преобладаваща хемосинтеза към базирана на хлорофил фотосинтеза вероятно е настъпил преди около 2 милиарда години, което може да е послужило като "енергийна" предпоставка за последващото експлозивно увеличаване на биоразнообразието на планетата. Но през последната третина на 20-ти век феноменът на бързото развитие на живот в близост до пушачите на сероводород на океанското дъно в пълна тъмнина беше открит и изследван на базата на хемосинтеза.

Локално (точково) разпространение на "черните пушачи" и ограничаването им до определени геодинамични настройки на литосферата (средноокеански хребети - зони на разтягане земната кора) са най-важните ограничаващи фактори, които предотвратяват формирането на тази основа на пространствен континуум на живота на Земята под формата на съвременна биосфера. Еволюционният потенциал на ендогенния сектор на биосферата е ограничен не само от пространствени, но и от времеви ограничения - краткотрайният (в мащаба на геоложкото време) дискретен характер на тяхното съществуване, който се прекъсва от периодичното затихване на хидротермите. , а в световен мащаб чрез литосферни пренареждания. Палеонтологичните данни показват, че в геоложкото минало съставът на производителите на тези екосистеми (бактериални съобщества) остава практически непроменен, а хетеротрофната популация се формира от емигранти от "нормални" биотопи (факултативни биоценози). Екосистемата на "черните пушачи" вероятно може да се разглежда като добър евристичен модел за решаване на проблеми: 1) ранни стадииразвитието на живота на Земята в безкислородна атмосфера; 2) възможностите за живот на други планети; 3) еволюционният потенциал на екосистемите, които съществуват за сметка на ендогенни и екзогенни източници на енергия.

Списъкът с проблемите на произхода и еволюцията на живота, които за първи път възникнаха или получиха ново покритие в светлината на най-новите данни от биологията, геологията, палеонтологията, океанологията и други клонове на естествените науки, може да бъде продължен. Въпреки това, горните проблеми убедително показват, че на настоящия етап от развитието на нашето знание проблемът за интердисциплинарния, системен синтез на това знание в рамките на нова парадигма, която академик Н. Н. Моисеев нарече "универсален еволюционизъм", достига до предна част.

6. Закономерният и насочен характер на макроеволюцията ни позволява да повдигнем въпроса за възможността за прогнозиране на еволюцията. Разрешаването на този въпрос е свързано с анализа на съотношенията на необходими и случайни явления в еволюцията на организмите. Както е известно, във философията категориите трябваи шансобозначавам различни видовевръзка на явленията. Необходимите връзки се определят от вътрешната структура на взаимодействащите явления, тяхната същност и основни характеристики. Напротив, случайните връзки са външни по отношение на това явление, дължащи се на странични фактори, които не са свързани със същността на това явление. В същото време случайното, разбира се, не е безпричинно, но причините за него са извън причинно-следствения ред, който определя същността на това явление. Случайността и необходимостта са относителни: това, което е случайно за една причинна поредица, е необходимо за друга и когато условията се променят, случайните връзки могат да се превърнат в необходими и обратно. Статистическата закономерност е идентифицирането на необходими, т.е. вътрешни, съществени връзки между множество външни случайни взаимодействия.

7. Сред централните проблеми на съвременната еволюционна теория трябва да се назове коеволюцията на различни видове в природните общности и еволюцията на самите биологични макросистеми - биогеоценози и биосферата като цяло. Продължават оживените дискусии за ролята на неутралните мутации и генетичния дрейф в еволюцията, за съотношенията на адаптивните и неадаптивните еволюционни промени, за същността и причините за типогенезата и типостазата в макроеволюцията, нейната неравномерност, морфофизиологичен прогрес и др. Остава да се направи много дори в най-развитите области на еволюционната наука - като теорията за селекцията, теорията за биологичните видове и видообразуването.

8. Спешна задача на еволюционната наука е да преосмисли и интегрира най-новите данни и заключения, получени през последните години в областта на молекулярната биология, онтогенетиката и макроеволюцията. Някои биолози говорят за необходимостта от „нов синтез“, като подчертават остарелостта на класическите идеи на синтетичната теория на еволюцията, която по същество е основно теорията на микроеволюцията, и необходимостта от преодоляване на тесния редукционистки подход, характерен за то.

Лекция #11

Тема. Основните етапи на химическата и биологичната еволюция.

1. Възникване на живота (биогенеза).Съвременни хипотези за произхода на живота.

2. Формиране на клетъчна организация, развитие на метаболизма и размножаване на протобионтите. Проблемът за произхода на генетичния код.

Проявите на живота на Земята са изключително разнообразни. Животът на Земята е представен от ядрени и доядрени, едноклетъчни и многоклетъчни същества; многоклетъчните от своя страна са представени от гъби, растения и животни. Всяко от тези кралства съчетава различни видове, класове, разреди, семейства, родове, видове, популации и индивиди.

В цялото привидно безкрайно разнообразие от живи същества могат да се разграничат няколко различни нива на организация на живите същества: молекулярно, клетъчно, тъканно, органно, онтогенетично, популационно, видово, биогеоценотично, биосферно. Изброените нива са подчертани за по-лесно изучаване. Ако се опитаме да идентифицираме основните нива, отразяващи не толкова нивата на изучаване, колкото нивата на организация на живота на Земята, тогава основните критерии за такъв избор трябва да бъдат признати

наличието на специфични елементарни, дискретни структури и елементарни явления. С този подход се оказва необходимо и достатъчно да се отделят молекулярно-генетичното, онтогенетичното, популационно-видовото и биогеоценотичното нива (Н. В. Тимофеев-Ресовски и др.).

Молекулярно генетично ниво. При изучаването на това ниво очевидно е постигната най-голяма яснота в дефинирането на основните понятия, както и в идентифицирането на елементарни структури и явления. Развитието на хромозомната теория на наследствеността, анализът на мутационния процес и изследването на структурата на хромозомите, фагите и вирусите разкриват основните характеристики на организацията на елементарните генетични структури и свързаните с тях явления. Известно е, че основните структури на това ниво (кодове на наследствена информация, предавана от поколение на поколение) са ДНК, диференцирана по дължина на кодови елементи - триплети от азотни бази, които образуват гени.

Гените на това ниво на организация на живота представляват елементарни единици. Основните елементарни явления, свързани с гените, могат да се считат за техните локални структурни промени (мутации) и прехвърлянето на информация, съхранявана в тях, към вътреклетъчни контролни системи.

Ковариантната редупликация се осъществява на принципа на матрицата чрез разкъсване на водородните връзки на двойната спирала на ДНК с участието на ензима ДНК полимераза (фиг. 4.2). След това всяка от нишките изгражда съответна нишка за себе си, след което новите нишки се свързват комплементарно една с друга. Пиримидиновите и пуриновите бази на комплементарните вериги са свързани с водородни връзки една към друга чрез ДНК полимераза. Този процес е много бърз. По този начин са необходими само 100 s за самосглобяване на ДНК на Escherichia coli (Ешерихия коли), която се състои от приблизително 40 хиляди базови двойки. Генетичната информация се пренася от ядрото чрез иРНК молекули в цитоплазмата към рибозомите и там участва в синтеза на протеини. Протеин, съдържащ хиляди аминокиселини, се синтезира в живата клетка за 5-6 минути, докато при бактериите това е по-бързо.

фактори.

На онтогенетично ниво единицата на живота е индивидът от момента на възникването му до смъртта. По същество онтогенезата е процес на разгръщане, реализация на наследствена информация, кодирана в контролните структури на зародишната клетка. На онтогенетично ниво се извършва не само внедряването на наследствената информация, но и нейното утвърждаване чрез проверка на последователността в прилагането на наследствените черти и работата на контролните системи във времето и пространството в индивида. Чрез оценката на индивида в процеса на естествен подбор се тества жизнеспособността на даден генотип.

Онтогенезата възниква след добавянето на конвариантна редупликация от нови етапи на развитие. В хода на еволюцията възниква и постепенно се усложнява пътят от генотип към фенотип, от ген към признак. Както ще бъде показано по-долу, появата на онтогенетична диференциация е в основата на появата на всички еволюционни неоплазми в развитието на всяка група организми. В редица експериментални ембриологични изследвания са установени значителни специфични модели на онтогенезата (виж глава 14). Но обща теория за онтогенезата все още не е създадена. Все още не знаем защо строго определени процеси в онтогенезата се случват в точното време и на точното място. Досега може да се приеме, че клетките служат като елементарни структури на онтогенетичното ниво на организация на живота, а някои процеси, свързани с диференциацията, служат като елементарни явления. В общи линии също така е ясно, че онтогенезата възниква в резултат на работата на саморегулираща се йерархична система, която определя координираната реализация на наследствените свойства и работата на контролните системи в индивида. Индивидите в природата не са абсолютно изолирани един от друг, а са обединени от по-висок ранг на биологична организация на популационно-видово ниво.

Популационно-видово ниво. Обединяването на индивидите в популация и популациите във видове според степента на генетично и екологично единство води до появата на нови свойства и особености в живата природа, различни от свойствата на молекулярно-генетично и онтогенетично ниво.

Литература

Правдин Ф.Н. Дарвинизъм. М., 1973. С. 269-278

Константинов А.В. Основи еволюционна теорияМ., 1979. стр.106

Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. еволюционна доктринаМ., 1998. С.41-50

Вторият проблем на еволюционната теория за биологичните видове е свързан с границите на приложимост на теорията на Дарвин: към какви процеси може да се екстраполира (привържениците на еволюционистката парадигма категорично я разширяват до развитието на цялата жива природа и дори материята като цяло) , дали може да се използва за обяснение на възникването на самия живот от неживото, а също и появата на нови видове? И ако появата на нови видове е протекла чрез еволюционни промени, тогава къде са преходните форми?

Самият Дарвин разбира този проблем, като отбелязва, че броят на междинните разновидности, които някога са съществували, трябва да е наистина огромен. Защо тогава всяка геоложка формация и всеки слой не е изпълнен с такива междинни връзки? Наистина, геологията не ни разкрива такава напълно непрекъсната верига на организация и това е може би най-очевидното и сериозно възражение, което може да се направи срещу неговата теория.

Днес ситуацията не е много по-различна. Ето изявленията на съвременните учени: „Палеонтологичните доказателства за еволюционни промени в една и съща линия на наследяване са много оскъдни. Ако теорията за еволюцията е вярна, тогава видовете възникват в резултат на промени във видовете предшественици и следователно трябва да се очаква наличието на фосилни останки. Всъщност обаче има много малко такива останки. През 1859 г. Дарвин не можеше да даде нито един такъв пример ”(М. Ридли). „Изминаха почти 120 години от Дарвин. През това време познанията ни за изкопаемите останки се разшириха значително. Сега имаме четвърт милион екземпляра от видове вкаменелости, но ситуацията не се е променила значително. Доказателствата за еволюцията са изненадващо оскъдни. Иронията на днешната ни позиция е, че сега имаме по-малко примери за еволюционен преход, отколкото по времето на Дарвин” (D. Raup). „Днес могат да се наблюдават форми, които са преходни от един вид към друг. Може да се направи извод за съществуването им в миналото. И все пак крайният резултат е далеч от идеално изтъкания гоблен, в който Дървото на живота може да се види просто чрез проследяване на междинните връзки: както живи, така и изчезнали същества, свързващи всички видове заедно. Въобще не. Биолозите са много по-удивени от дискретността на органичната форма и общото отсъствие на междинни връзки ”(Л. Морис).

Така един от основните проблеми на теорията на Чарлз Дарвин е проблемът за липсата на преходни форми, който в парадигмата на универсалния еволюционизъм се превръща в проблем за качествените скокове, които ще бъдат разгледани по-долу.

Третият проблем е свързан с целесъобразността на еволюцията.

В телеологичния подход целесъобразността се обяснява с факта, че определена вътрешна цел на развитие е присъща на организмите. Или тази цел е поставена от някой външен – Бог.

В рамките на еволюционната теория на Дарвин целесъобразността се разглежда като резултат от естествен подбор. С развитието на организмите процесът на взаимодействие с околната среда се усложнява, стабилността на популацията се определя от способността на нейните индивиди да се адаптират към външни условия, с промени, при които се променят и критериите за целесъобразност. При организмите целесъобразно наричаме всичко, което води до продължаване на живота на индивид или вид, нецелесъобразно - всичко, което съкращава живота.

Критерият за избор в този случай ще бъде устойчивостта по отношение на външната среда. По този начин, според Айген, случайността на произхода на кода на ДНК молекулата се дължи на критерия за стабилност по отношение на условията на околната среда и изборът се прави на една от многото възможни алтернативи.

В това тълкуване, за целесъобразност, не е необходимо отвъдното, всичко се определя от природните закони.

Следователно целесъобразността зависи от външната среда и се определя от нейните условия и състояние.

S.D. Haitong пише, че еволюцията няма цел, а само посока (вектор), която определя прогреса на еволюцията и е свързана с промени, включително следното:

Интензифициране на енергийния обмен и метаболизма;

Интензификация и разширяване на циклите на енергия и материя;

Нарастване на целостта (консистенцията) на структурите;

Нарастване на свързаността на „всичко с всичко“ и отвореност на системите;

- "етажно" увеличаване на сложността и разнообразието на формите;

Увеличаване на степента на негаусистичност на стационарни и еволюционни времеви разпределения;

Нарастваща степен на фракталност на развиващите се системи и Вселената като цяло.

По този начин има увеличение на сложността, йерархията на развиващите се структури. Това дава повод на учените през втората половина на 20 век да говорят за еволюцията на самата еволюция. Въпреки това, както S.V. Мейен, като цяло може да се каже, че въпреки че проблемът за еволюцията заслужава внимание, той очевидно все още е много далеч от неговото смислено развитие, а не просто списък от твърдения.

Самите еволюционни теории също бяха подложени на еволюция, което днес доведе до формирането на основните методологични концепции на еволюционно-синергийната парадигма, които са концепциите за самоорганизация и глобален еволюционизъм.

3-та международна конференция "Съвременни проблеми на биологичната еволюция", посветена на 130-годишнината от рождението на Н.И. Вавилов и 110-годишнината от основаването на Държавния дарвинов музей.

Институт по проблеми на екологията и еволюцията. А. Н. Северцов RAS
Институт по обща генетика. Н.И. Вавилов RAS
Палеонтологичен институт. А. А. Борисяк RAS
Институт по биология на развитието Н.К. Колцов RAS
Катедра по биологична еволюция, Московски държавен университет "Ломоносов". М. В. Ломоносов
Катедра по висша нервна дейност на Московския държавен университет "Ломоносов". М. В. Ломоносов
Държавен Дарвинов музей

Информационна поща.

Скъпи колеги!

Каним Ви да вземете участие в III международна конференция " Съвременни проблемибиологична еволюция”, който ще се проведе 16-20 октомври 2017 г. в Държавния дарвинов музей.

За участие в конференцията се приемат доклади, съдържащи емпирични изследвания или теоретични прегледи в следните области:

еволюционна генетика
Изглед и спецификация
Вътрешновидова диференциация и адаптация
Еволюция на онтогенезата
Еволюционна морфология и палеонтология
Еволюция на поведението
Еволюция на общността, еволюционна биогеография
История на еволюционните изследвания
Популяризиране на еволюционната теория и музейното дело

Ярославска държава Педагогически университеттях. К.Д. Ушински

Тест

според концепцията на съвременното естествознание.

Тема:

„Основни проблеми на теорията на еволюцията”.

Ученици:

кореспондентски отдел

Педагогически факултет

YaGPU им. Ушински

Кругликова любов

Александровна.

Специалност:

„Педагогика и методика

Предучилищно образование".

Учител:Пизов

Александър Виталиевич.

DO 2960, група 61 "D"

1. ВЪВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………………3

2. 1 част. РАННОЕТАПИ НА РАЗВИТИЕ НА ЕВОЛЮЦИОННИТЕ КОНЦЕПЦИИ.............................................................................................................4

3. ТЕОРИЯТА НА ЕВОЛЮЦИЯТА J.B. ЛАМАРКА……………………………………………………………………………5

4. Теорията на еволюцията на героя ……………………………………………………………………… .............. 6

5. част 2 . основните проблеми на еволюционната теория. КРИТИКА НА СЪВРЕМЕННАТА ТЕОРИЯ ЗА ЕВОЛЮЦИЯТА ОТ КРЕАЦИОНИТЕ………………………….10

6. ОБЩИ БЕЛЕЖКИ ВЪРХУ ТЕОРИЯТА НА ЕВОЛЮЦИЯТА……………………………………………...13

7. СЪВРЕМЕННИ ПРОБЛЕМИ НА ТЕОРИЯТА НА ЕВОЛЮЦИЯТА……………………………………………………18

8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………………23

9. ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………………………………..24

Въведение.

Основният факт на историческото съществуване е, че всичко живо и неживо идва и след това изчезва.

Самата галактическа система не винаги е съществувала. Тя е родена преди около десет милиарда години и ще умре в някакъв момент в бъдещето. По време на съществуването на нашата вселена тя постепенно е дала живот на Слънцето, Земята и някаква среда, която може да поддържа живота, който познаваме. Тя роди човешката раса сравнително наскоро, най-много преди няколко милиона години. През времето, в което милиарди човешки същества са живели и умрели, ние колективно сме разработили цивилизация, способна да кацне човек на Луната.

Съвременните учени обикновено разчитат на различни теории за еволюцията. Според съвременните представи животът е резултат от еволюцията на материята. Възгледите за произхода на живота, неговото развитие и същност имат дълга история, но обсъждането на тези въпроси доскоро беше предмет на философски размисъл. Едва през последните десетилетия решението на тези въпроси е поставено на експериментална основа, а отговорът на много от тях е получен в лабораторията.

В съвременните дискусии около проблемите на теорията на еволюцията се счита за почти общопризнато, че теорията на еволюцията среща сериозни трудности при обяснението на явленията на живата природа и не е в състояние да реши проблемите, които възникват тук. Тези проблеми включват по-специално реалността на видообразуването и макроеволюцията, възможността за прогресивно усъвършенстване на еволюцията, механизмите на образуване и трансформация на сложни структури в еволюцията, целесъобразността на структурата на живите организми. Стереотипните идеи за тези раздели на теорията на еволюцията се използват широко от съвременните креационисти за дискредитиране на науката. Междувременно обсъждането на наличните данни ни позволява да твърдим, че при решаването на всеки от горните проблеми теорията на еволюцията дава доста задоволителни обяснения за наблюдаваните факти. Тези въпроси са по-скоро проблем за креационизма, отколкото за теорията на еволюцията.

В дискусиите около проблемите на теорията на еволюцията постоянно възникват и се обсъждат едни и същи въпроси, както обикновено се смята, нерешени от съвременната теория на еволюцията, като например реалността на видообразуването и макроеволюцията, възможността за прогресивно усъвършенстване на еволюцията, механизмите на образуване и трансформация на сложни структури в еволюцията, целесъобразността на структурата на живите организми. Във всички тези случаи теорията на еволюцията дава доста задоволителни обяснения за наблюдаваните факти. Според мен тези въпроси представляват проблем по-скоро за креационизма, отколкото за теорията на еволюцията. Относителната слабост на съвременния еволюционизъм не е изненадваща. По много причини теорията на еволюцията е по-тясно свързана с философията и идеологическите доктрини, отколкото други клонове на естествената наука, и отдавна служи като арена за борба на поддръжници на най-различни възгледи.

В резултат на това идеи и цели системи от идеи, които се признават за верни без необходимата обосновка, често са фиксирани в еволюционната биология. Те се превръщат в сериозна спирачка за развитието на еволюционните изследвания.

РАННИ ЕТАПИ ОТ РАЗВИТИЕТО НА ЕВОЛЮЦИОННИТЕ КОНЦЕПЦИИ.

Идеите за променливостта на околния свят, включително и на живите същества, са разработени за първи път от редица древни философи, сред които Аристотел (384-322 г. пр. н. е.) се радва на най-голяма слава и авторитет. Аристотел не подкрепя изрично идеята за променливостта на околния свят. Въпреки това, много от неговите обобщения, които сами по себе си се вписват в голяма картинанеизменността на света, по-късно изиграва важна роля в развитието на еволюционните идеи. Такива са мислите на Аристотел за единството на структурния план на висшите животни (сходството в структурата на съответните органи при различните видове е наречено от Аристотел „аналогия“), за постепенното усложняване („градация“) на структурата в брой организми, за разнообразието от форми на причинност. Аристотел отделя 4 серии от причини: материални, формални, произвеждащи или движещи и целеви. Епохата на късната античност и особено епохата на Средновековието, която я последва, се превърна в период на стагнация в развитието на концепциите за естествена история, която продължи почти една и половина хиляди години. Преобладаващите догматични форми на религиозния мироглед не позволяват идеята за промяната на света. Съответните идеи на древните философи бяха предадени на забрава.

Креационизъм и трансформация.

Постепенно се натрупаха множество данни, които говореха за удивително разнообразие от форми на организми. Тези данни трябваше да бъдат систематизирани. Важен принос в тази област има известният шведски естествоизпитател К. Линей (1707-1778), който с право се нарича създател на научната систематика на организмите. Трябва да се отбележи, че Линей последователно се придържа към гледната точка за неизменността на вида, създаден от Създателя.

През XVII-XVIII век. наред с доминиращия светоглед, основан на религиозни догми за неизменността на света, създаден от Създателя и наречен креационизъм, идеите за променливостта на света и по-специално възможността за исторически промени в видовете организми постепенно започнаха да се възстановяват. форма. Тези идеи бяха наречени "трансформизъм".

Най-видните представители на трансформизма са натуралистите и философите Р. Хук (1635-1703), Дж. Ламетри (1709-1751), Ж. Бюфон (1707-1788), Д. Дидро (1713-1784), Еразъм Дарвин (1731). -1802), И.В. Гьоте (1749-1832), Е. Жофроа Сен-Илер (1772-1844).

Трансформистите все още не са разработили холистична концепция за еволюцията на органичния свят; техните възгледи бяха до голяма степен еклектични и непоследователни, съчетавайки материалистични и идеалистични идеи. Общото за всички трансформисти беше признаването на променливостта на видовете организми под въздействието на околната среда, към която организмите се адаптират поради присъщата им способност да реагират адекватно на външни въздействия, а промените, придобити по този начин, се наследяват (т. наречено „наследяване на придобити черти“). В същото време промените във видовете не са толкова доказани, колкото постулирани от трансформистите, което прави позициите им слаби в дискусиите с поддръжниците на креационизма. Честта да създадат първите еволюционни теории принадлежи на великите натуралисти от 19 век. Дж. Б. Ламарк (1744-1829) и Ч. Дарвин (1809-1882). Тези две теории са противоположни в почти всичко: и в общата си конструкция, и в характера на доказателствата, и в основните изводи за причините и механизмите на еволюцията, и в техните историческа съдба. Тези класически теории на XIX век. продължават да бъдат актуални, макар и по различни начини.

ТЕОРИЯТА ЗА ЕВОЛЮЦИЯТА J.B. ЛАМАРК.

Жан-Батист Ламарк очертава основите на своята концепция в най-известния си труд „Философията на зоологията“ (1809). Заглавието на тази книга уместно подчертава важна характеристикаОбобщенията на Ламарк – техният спекулативен характер. Тази теория е последователна постройка от логически конструкции, които дават отговори на повечето от основните въпроси на еволюционизма, но тези отговори са намерени не толкова чрез анализиране на научни (т.е. добре проверени, надеждни) факти, а са изведени логически от няколко основни положения, приети като постулати. Такъв философски подход е характерен за ранните етапи от развитието на науката, когато натрупаните факти вече се нуждаят от логическо разбиране, но все още не са достатъчни за строг научен анализ и обобщения.

Изменчивостта на организмите.

Сред тези прояви на променливост най-очевидни са адаптивните промени в организмите, изложени на нови условия (например, развитието на растения с различни форми от идентични семена, когато се отглеждат при различни условия; укрепване на мускулите при хора и животни с техните повишени упражнения и отслабване на тези мускули при липса на подходящи физически натоварвания и др.). Общото заключение на Ламарк от тези наблюдения беше признаването на историческата променливост, трансформацията на организмите във времето, тоест тяхната еволюция. Това заключение обаче вече не беше оригинално: историческата трансформация на видовете организми под влияние на промените във външната среда беше призната, както вече беше отбелязано, от всички трансформисти. Учението за градацията. Разнообразието от видове живи същества, според Ламарк, не е просто хаос от всякакви форми - в това разнообразие може да се види определен ред, сякаш стъпките на последователно и стабилно повишаване на нивото на организация. От това Ламарк прави най-важното заключение, че промените в организмите не са случайни, а закономерни, насочени: развитието на органичния свят е в посока на постепенно усъвършенстване и усложняване на организацията.

Ламарк смята, че движещата сила на градацията е „желанието на природата за прогрес“, което е присъщо на всички живи същества, вложено в тях от Създателя, т.е. Бог. От друга страна, прогресивното развитие на дивата природа според Ламарк е процес на саморазвитие – автогенеза. При осъществяването на този процес (градация) организмите са напълно независими от външния свят, от средата.

Идеализмът на концепциите на Ламарк е съвсем очевиден. Влияние върху организмите на външни условия. Според Ламарк влиянието на външните условия върху организмите нарушава правилността на градациите. Градацията, така да се каже, "в най-чист вид" се проявява с неизменността, стабилността на външната среда; всяка промяна в условията на съществуване принуждава организмите да се адаптират към новата среда, за да не загинат. Това нарушава равномерната и постоянна промяна на организмите по пътя на прогреса и различните еволюционни линии се отклоняват встрани, задържат се на примитивните нива на организация.

Ето как Ламарк обяснява едновременното съществуване на Земята на високо организирани и прости групи, както и разнообразието от форми на животни и растения. Според Ламарк промените в животните и растенията под въздействието на външни условия се случват по различни начини. Растенията възприемат промените в условията, така да се каже, директно - чрез метаболизма си с външната среда (с усвоими минерални съединения, вода, газове и светлина). За животните Ламарк разработи по-сложен механизъм за трансформация:

1. всяка значителна промяна в външни условияпредизвиква промяна в нуждите на животните;

2. това води до нови действия на животните и появата на нови "навици";

3. в резултат животните започват да използват по-често органи, които са използвали малко преди; тези органи се развиват и увеличават значително, а ако се изискват нови органи, те възникват под влияние на нуждите „чрез усилията на вътрешното чувство“.

Формулирането на два така наречени закона от Ламарк е свързано с обосновката на този механизъм на еволюционни промени при животните под влияние на промените във външните условия:

1 закон

При всяко животно, което не е достигнало границата на своето развитие, по-честото и постоянно използване на който и да е орган води до повишено развитие на последния, докато постоянното неизползване на органа го отслабва и накрая причинява неговото изчезване.

2 закон

Всичко, което организмите придобиват под влияние на преобладаващата употреба или губят под въздействието на постоянното неизползване на някакви органи, впоследствие се запазва в потомството, ако само придобитите промени са общи за двата родителски индивида.

Специална заслуга на Ламарк е, че той пръв изложи еволюционния прогрес като един от основните закони на еволюцията на организмите. Основните положения на теорията на Ламарк обаче не са толкова извлечени и доказани въз основа на научни фактиколко са постулирани, така че теорията като цяло е по същество спекулативна логическа схема. Ламарк не доказва еволюцията на организмите, но я постулира.

ХАРАКТЕР ТЕОРИЯТА ЗА ЕВОЛЮЦИЯТА НА ДАРВИН.

Теорията на Чарлз Дарвин, известна като теорията за естествения подбор, е един от върховете на научната мисъл през 19 век. Значението му обаче далеч надхвърля възрастта му и отвъд обхвата на биологията.

Теорията на Дарвин се превръща в естествено-историческа основа на материалистичния мироглед. Теорията на Дарвин се противопоставя на тази на Ламарк не само в своите последователно материалистични заключения, но и в цялата си структура. Тя е прекрасен пример научно изследване, основан на огромен брой надеждни научни факти, чийто анализ води Дарвин до стройна система от съизмерими заключения. Променливостта на организмите в опитомено състояние, според Дарвин, стимулът за настъпването на промени в животните и растенията е въздействието върху организмите на нови условия, на които те са изложени в ръцете на човека. В същото време Дарвин подчертава, че естеството на организма в явленията на променливостта е по-важно от естеството на условията, тъй като едни и същи условия често водят до различни промени в различни индивиди и подобни промени в последните могат да настъпят при напълно различни условия. В тази връзка Дарвин идентифицира две основни форми на променливост на организмите под влияние на промените в условията на околната среда: неопределена и определена. изкуствен подбор. Тъй като основната форма на променливост според Дарвин е неопределена, очевидно е, че признаването на наследствената променливост на организмите все още не е достатъчно, за да обясни процеса на отглеждане на нови породи животни или сортове селскостопански растения.

Също така беше необходимо да се посочи силата, която въз основа на незначителни различия в индивидите формира стабилни и важни характеристики на породата. Дарвин намери отговора на този въпрос в практиката на животновъдите, които изкуствено избират за племе само онези индивиди, които имат черти, които представляват интерес за човек. В резултат на този подбор от поколение на поколение тези черти стават все по-изявени. Селекцията е творческа сила, която трансформира специфичните различия на отделните индивиди в черти, характерни за дадена порода или сорт. Ако изкуственият подбор беше основната сила, чрез която човек успя за сравнително кратко време да създаде множество породи домашни животни и разновидности на растения, които се различават значително от техните диви предци, логично е да се предположи, че подобни процеси могат да предизвикат еволюционни трансформации в природата също. Изменчивостта на организмите в природата. Дарвин събира множество данни, които показват, че променливостта на най-разнообразните видове организми в природата е много голяма и нейните форми са фундаментално подобни на формите на променливост на домашните животни и растения. Разнообразните и променливи разлики между индивидите от един и същи вид формират, така да се каже, плавен преход към по-стабилни разлики между разновидностите на този вид; на свой ред последните също толкова постепенно преминават в по-ясни различия в още по-големи групировки - подвидове, а различията между подвидовете - в добре изразени междувидови различия. Така индивидуалната променливост плавно преминава в групови различия. От това Дарвин заключава, че индивидуалните различия на индивидите са в основата на появата на разновидностите.

Сортовете с натрупването на различия между тях се превръщат в подвидове, а тези от своя страна в определени видове. Следователно, ясно определен сорт може да се разглежда като първата стъпка към изолирането на нов вид. Нека подчертаем, че Дарвин за първи път поставя фокуса на еволюционната теория не върху отделните организми (както е типично за неговите трансформиращи се предшественици, включително Ламарк), а върху биологичните видове, т.е., казано по съвременен начин, популациите от организми. Само популационният подход позволява правилно да се оцени мащабът и формите на променливостта на организмите и да се стигне до разбиране на механизма на естествения подбор. Борбата за съществуване и естествения подбор, съпоставяне на цялата събрана информация за изменчивостта на организмите в диво и опитомено състояние и ролята на изкуствения подбор за отглеждане на породи и разновидности на домашни животни и растения. Дарвин се доближава до откриването на творческата сила, която движи и направлява еволюционния процес в природата – естествения подбор. Той представлява запазване на полезни индивидуални различия или промени и унищожаване на вредни промени, неутрални по своята стойност (нерентабилни и безвредни), неподлежащи на селекция, но представлява непостоянен, променлив елемент на променливост. Разбира се, отделни индивиди, притежаващи някаква нова полезна черта, могат да умрат, без да оставят потомство, по чисто случайни причини. Въпреки това, влиянието на случайните фактори намалява, ако полезна черта се появи в по-голям брой индивиди от даден вид - тогава се увеличава вероятността поне за някои от тези индивиди достойнствата на нова полезна черта да играят роля в постигането на успех в борбата за съществуване. От това следва, че естественият отбор е фактор в еволюционните промени не за отделните организми, разглеждани изолирано един от друг, а само за техните съвкупности, т.е. популациите.

Резултатите от действието на естествения подбор, появата на адаптации (приспособяване) на организмите към условията на тяхното съществуване, придавайки на структурата на живите същества характеристиките на "целесъобразност", е пряк резултат от естествения подбор, тъй като самата му същност е диференцирано оцеляване и преобладаващо оставяне на потомство именно от тези индивиди, които по силата на своите индивидуални характеристики са по-добре от другите приспособени към условията на околната среда. Натрупването чрез селекция от поколение на поколение на онези черти, които дават предимство в борбата за съществуване, и постепенно води до формирането на специфични адаптации.

Втората (след появата на адаптацията) най-важна последица от борбата за съществуване и естествения подбор е, според Дарвин, естественото увеличаване на разнообразието от форми на организми, което има характер на дивергентна еволюция. Тъй като най-интензивната конкуренция се очаква между най-сходно структурираните индивиди от даден вид поради сходството на техните жизнени нужди, индивидите, които най-много се отклоняват от средното състояние, ще бъдат в по-благоприятни условия. Последните получават изгоден шанс да оцелеят и да оставят потомство, на което се предават характеристиките на родителите и тенденцията да се променят по-нататък в същата посока (продължаваща променливост). В резултат на това от общ прародител в хода на еволюцията един от друг трябва да произлизат все по-разнообразни и различни потомци.

И накрая, третата най-важна последица от естествения отбор е постепенното усложняване и подобряване на организацията, т.е. еволюционен прогрес. Според Чарлз Дарвин тази посока на еволюция е резултат от приспособяването на организмите към живот във все по-сложна външна среда. Сложността на околната среда възниква по-специално поради дивергентната еволюция, която увеличава броя на видовете. Подобряването на реакциите на организмите към все по-сложна среда води до постепенен напредък в организацията. Частен случай на естествения подбор е половият подбор, който не е свързан с оцеляването на даден индивид, а само с репродуктивната му функция. Според Дарвин сексуалният подбор възниква, когато индивиди от един и същи пол се конкурират за размножаване.

Завършвайки прегледа на еволюционната теория на Дарвин, отбелязваме, че тя даде логично последователно и строго материалистично обяснение на най-важните проблеми на еволюцията на организмите и общата структура на органичния свят, който се е развил в резултат на еволюционния процес. Дарвин е първият, който доказва реалността на еволюционните промени в организмите. Връзката между организма и околната среда в неговата теория има характер на диалектическо взаимодействие: Дарвин подчертава ролята на промените в околната среда като стимул за изменчивостта на организмите, но, от друга страна, спецификата на тези промени се определя от самите организми и различната еволюция на организмите променя тяхното местообитание. Учението за естествения подбор и борбата за съществуване е по същество анализ на тези сложни взаимоотношения между организма и околната среда, при които организмът не се противопоставя на околната среда като саморазвиваща се автономна единица, но не пасивно следват промените в околната среда (както връзката между организма и околната среда се тълкува в теорията на Ламарк).

Според теорията на Дарвин еволюцията е резултат от взаимодействието на организъм и променяща се среда.

Съвременната еволюционна теория се е развила на базата на теорията на Дарвин. Признавайки това и оценявайки специфичното място на идеите на Дарвин в съвкупността от съвременните еволюционни възгледи, те често изпадат в една от двете крайности. Или смятат, че сега концепцията за Дарвин като такава има само исторически интерес, или, напротив, твърдят, че от времето на Дарвин основите на теорията не са претърпели значителни промени. В действителност, както често се случва, истината е между тези крайни гледни точки. В бъдеще, като се има предвид съвременната еволюционна теория, ще посочим конкретно нейните основни разлики с възгледите на Дарвин.

Тук е необходимо да се споменат някои неясноти и някои погрешни твърдения на Дарвин. Те включват:

1. признаване на възможността за еволюционни промени въз основа на определена променливост и упражняване и неупражнение на органи;

2. преоценка на ролята на пренаселеността за оправдаване на борбата за съществуване;

3. преувеличено внимание към вътрешноспецифичната борба при обяснение на дивергенцията;

4. недостатъчно развитие на концепцията за биологичния вид като форма на организация на живата материя, коренно различна от подвидовите и надвидовите таксони;

5. неразбиране на спецификата на макроеволюционните трансформации на организацията и тяхната връзка с видообразуването.

Но всички тези не съвсем ясни или дори неправилни идеи по някои въпроси в никакъв случай не омаловажават историческото значение на брилянтната работа на Дарвин и нейната роля за съвременната биология. Тези неточности съответстват на нивото на развитие на науката към момента на създаването на теорията на Дарвин. Теорията на еволюцията на съвременния етап: проблеми и критика. След създаването на еволюционната теория на Дарвин изминаха години, историческата епоха се промени, но дискусията по проблемите на еволюцията не спира.

ОСНОВНИ ПРОБЛЕМИ НА ТЕОРИЯТА НА ЕВОЛЮЦИЯТА.

КРИТИКА НА СЪВРЕМЕННАТА ТЕОРИЯ ЗА ЕВОЛЮЦИЯТА ОТ КРЕАЦИОНИТЕ.

Сега активно се насърчават и широко се обсъждат такива идеи, които преди няколко години биха били признати за абсурдни. Това е несъмнена заслуга на "научните" креационисти. Естествено възниква въпросът дали всичко това е свързано с обективната фалшивост или ненаучността на еволюционната теория? Не е ли това безплодна задънена улица в развитието на науката? Очевидно е, че това не е така. Това отчасти се убеждава от успехите, постигнати през последните десетилетия от много биолози, работещи в областта на емпиричното изследване на еволюцията, и отчасти от изследването на онези критични забележки, които най-често се изразяват от противниците на еволюционизма. Нека разгледаме най-разпространените позиции на съвременната еволюция, критикувани от нейните противници. Често се твърди, че можем да наблюдаваме микроеволюционна промяна, но никога не виждаме видообразуване и макроеволюция. Всъщност обикновено тези процеси протичат толкова бавно, че не могат да бъдат обект на пряко наблюдение. Независимо от това, видообразуването може да бъде фиксирано емпирично от преки или косвени данни.

Доста такива данни са дадени в общи доклади за видообразуването. Има и повече частни работи върху отделни групи животни или растения. Понякога видообразуването може да се повтори експериментално. Например, изследванията на В. А. Рибин показаха, че предшественикът на обикновената слива по всяка вероятност е естествен хибрид на череша и трън. В резултат на експериментално кръстосване на тези растения с последващо удвояване на хромозомите бяха получени хибриди - доста жизнеспособни, много подобни на истинските сливи и добре кръстосани както с тях, така и помежду си. Установени са и някои разлики между синтезираните сливи и истинските. Може да се предположи, че от появата си последните са имали време да се променят донякъде в хода на по-нататъшната еволюция. Създадени от човека видове изглежда са повечето от нашите домашни животни и селскостопански растения.

Понякога палеонтологичните данни ни позволяват да проследим как чрез постепенни трансформации един вид се превръща в друг. Например, изглежда, че полярната мечка е еволюирала в късния плейстоцен от кафявата мечка.Целият процес е документиран от палеонтологични данни; известни са преходните етапи на процеса. Могат да се цитират и други примери за видообразуване.

Съвременните креационисти обаче твърдят, че видообразуването винаги протича чрез загуба или преразпределение на определени вече съществуващи наследствени фактори и само в рамките на някакъв първичен тип структура, така нареченият "барамин". Появата на нова наследствена информация и следователно нови фенотипни структури според креационистите е невъзможна. Появата на нови "барамини" също е невъзможна. Последните са създадени директно от създателя. По отношение на тези концепции трябва да се отбележи следното. В еволюцията наистина старите структури се използват по-често, отколкото възникват нови. Процесите на редукция са много чести, така че няма да е проблем да се намерят примери, които не противоречат на възгледите на креационистите. Например сливата произлиза от трън и череша чрез хибридизация, последвана от полиплоидия, тоест без появата на нова генетична информация. Някои промени в тази информация може да са настъпили в хода на по-нататъшни трансформации. Въпреки това, фундаментално нови структури също се появяват доста често в еволюцията. В еволюцията на полярната мечка се появиха нови признаци на комплекс от цялостни морфологични, физиологични и поведенчески адаптации, свързани с прехода към живот в екстремните условия на Далечния север и към полуводен начин на живот, които определено липсваха в кафявата мечка. Генетично тези два вида остават много сходни (в зоологически условия те могат да образуват плодородни хибриди), но техните морфологични и екологични различия са толкова големи, че някои учени дори препоръчват полярната мечка да бъде отделена в отделен род. В същото време полярната мечка е на същото високо ниво на организация като кафявата мечка. Той има също толкова, ако не и повече, сложен начин на живот и поведение. Резултатите от намаляването (в разбирането на креационистите) са сред неговите признаци, с изключение на прехода от всеядно към хранене с чисто животинска храна, известно опростяване на зъбната система, свързано с това, и дори депигментация на козината.

Креационистите и някои еволюционисти твърдят, че настоящата теория на еволюцията не може да обясни ранните етапи на формиране на органи, както и появата на структури с високо ниво на съвършенство, като хората. Всъщност проблемите, които възникват тук, са свързани само с недостатъчно познаване на структурата и функционирането на тези органи. За добре проучени органи ние сме склонни да скицираме как може да са се развили. Често се твърди, че например окото на висшите животни е толкова съвършено, че не би могло да възникне в резултат на еволюционни процеси. Ние илюстрираме тази идея с известен пример. Ще изхождаме от факта, че наблюдаваните промени в органи и структури са произволни и ненасочени, но случайно те могат да се окажат повече или по-малко полезни за техните носители. В клетките на почти всички организми се произвежда известно количество пигменти. Пигмент може да се нарече всъщност всяко непрозрачно вещество. Често те се синтезират без връзка с фоторецепцията. Но могат да се използват и за ориентация в пространството, ако това е полезно за оцеляването на организма. Способността да се реагира на светлина е широко разпространена в природата и е характерна както за много едноклетъчни, така и за някои клетки на многоклетъчни организми. Първият етап от образуването на сложни зрителни органи в многоклетъчните организми се състои в концентрацията на светлочувствителни клетки с образуването на така наречените очни петна. Концентрацията на рецептори на едно място допринася за възприемането на светлина с по-малък интензитет, така че мутанти, в които светлочувствителните клетки са събрани заедно, е по-вероятно да оцелеят. Най-простите фоточувствителни петна са разположени на повърхността на тялото (или под него, ако капаците са прозрачни). Въпреки това, в хода на по-нататъшната еволюция, естественият подбор допринася за потапянето на възрастовите петна под нивото на кожата, за да се предпази от увреждане и външни дразнители. Пигментното петно ​​се превръща в пигментна ямка (понякога в пигментна бразда или канал). Крайният етап от това е затварянето на ямката в очната везикула, чиято предна стена става прозрачна, а задната става чувствителна. Но дори прозрачното вещество пречупва светлинните лъчи и предната стена неизбежно започва да действа като леща. Формата на тази леща може да се променя поради случайни мутации, но нейната кривина е оптимална за приемане, което води до фокусиране на лъчите върху повърхността на вътрешния фоточувствителен слой. В резултат на това върху тази повърхност ще се появи изображение на околния свят. Това дори не е резултат от естествен подбор, а просто следствие от законите на физиката.

Така натрупването на малки случайни количествени изменения води чрез естествения подбор до качествен скок - появата на зрението в истинския смисъл на думата. В хода на по-нататъшната еволюция органът на зрението се усъвършенства допълнително. Често, например, се образуват специализирани мускули, които променят кривината на лещата или нейното разстояние от фоточувствителния слой, или и двете от тези характеристики. Така се постига възможност за акомодация на окото.

Друго важно еволюционно постижение е цветното зрение. И накрая, появата на стереоскопично зрение при някои птици и бозайници прави възможно определянето на разстоянието до обектите чрез триангулация, както и до известна степен формата на обектите. Всички тези процеси могат лесно да се обяснят като резултат от селективното оцеляване на носителите на малки случайни промени. Тези процеси ще се появят дори ако много малка част от мутациите променят структурите в правилната посока. Само пълната липса на такива мутации би направила тези процеси невъзможни.

Ние обаче не знаем механизмите, които селективно блокират мутагенезата в определени посоки. Така че описаният сценарий е логически възможен и не противоречи на нито един от известните природни закони. Един от основните аргументи на креационистите срещу еволюционизма е, че в процеса на прогресивна еволюция възниква фундаментално нова информация. Факт е, че според тях информация може да бъде създадена само от ума, но в никакъв случай чрез стохастични процеси. Наследствената информация на живите организми според креационистите е създадена от Бог в процеса на сътворението и по-късно може само да бъде загубена.

Креационистите съвсем ясно правят аналогия между творческата дейност на Бога и човешкото творчество, виждайки в човешкия ум, макар и несъвършен, но все пак подобие на разума на Бог. Но наличните данни по-скоро предполагат, че творческата дейност на човешкия ум се основава на напълно естествени процеси.

Нека обсъдим как се формира нова информация с помощта на прост модел, описан от С. Хокинг. Устройството за получаване и обработка на информация може да бъде опростено като система, състояща се от елементи, всеки от които може да бъде в едно от няколко алтернативни състояния. Например елементите на компютърната памет могат да бъдат в едно от две състояния, а елементите на генетичния апарат могат да бъдат в едно от четири състояния. Всяко от тези състояния е еднакво вероятно, но в резултат на взаимодействие със системата, чието състояние трябва да се запомни, елементите се оказват в съвсем определени състояния, в зависимост от състоянието на системата. Устройството преминава от състояние на разстройство към по-подредено състояние. Въпреки това, няма противоречие с втория закон на термодинамиката. Процесът на подреждане протича с изразходването на енергия, която в крайна сметка се превръща в топлина и увеличава степента на безпорядък във Вселената, колкото по-трудно е взаимодействието с изследваната система, толкова повече елементи от нашето устройство ще бъдат фиксирани и колкото повече информация за системата ще бъде определена. Можете да си представите ползата от получената информация. Това изисква специални машини, свързани с нашето устройство и функциониращи по различен начин в зависимост от това какви състояния са фиксирани в елементите на устройството. Възможни са допълнителни усложнения, но механизмът, който стои в основата на процеса, остава същият. Компютърът работи на този принцип и, очевидно, човешки мозък. Но подобен процес се случва в популациите на живите организми. Поради мутациите организмите в популациите се различават по генотип. В процеса на естествен подбор някои мутанти оцеляват, а други умират. Така и в този случай се запомня изборът на една от повече или по-малко еквивалентните възможности, съвсем аналогичен на този, който се случва по време на дейността на човешкия ум.

С други думи, нова информация може да бъде създадена чрез естествен подбор. Няма нужда от върховен ум. Ако говорим за висш разум, трябва да обсъдим още един аргумент в подкрепа на неговото съществуване, често изтъкван от фидеистите. Според тях съществуващите закони на Вселената могат да бъдат идентифицирани с помощта на човешкия ум, което само по себе си показва наличието на разумен законодател. Наистина можем да се съгласим, че има известно съответствие между логиката на нашето мислене и логиката на процесите, протичащи в природата. Това съответствие не е абсолютно, следователно процесът на познание винаги е придружен от грешки и информацията, получена в резултат на познание, никога не е изчерпателна. Въпреки това съществуването на това съответствие прави принципно възможно познаването на околния свят. Няма обаче логическа необходимост това съответствие да се обяснява с факта, че умът на съществата, които познават света, е подобен на разума на създателя, създал този свят. Много по-лесно и по-убедително може да се обясни с факта, че в човешката еволюция носителите на такива умствени структури, които по-добре съответстват на реалността на нашия свят, са получили адаптивно предимство. Така способността ни да познаваме света постепенно се подобри. Тя се основава на същия процес на естествен подбор.

ОБЩИ БЕЛЕЖКИ КЪМ ТЕОРИЯТА НА ЕВОЛЮЦИЯТА.

В съвременния смисъл еволюцията е поредица от последователни промени с исторически значим резултат. Не сме длъжни да постановяваме, че се променя генотипа, признака, популацията, вида. Непрекъснато, прекъснато, спазматично, насочено, обратимо - тези епитети са повече или по-малко условни, както ще видим по-нататък и с какъв конкретен резултат (видообразуване, филогенеза, общо развитиеживот и др.). Но трябва да признаем, че еволюцията е разпознаваема a posteriori: промяната, която се случва пред очите ни, може или не може да бъде еволюция.

Общоприето е, че палеонтологичните доказателства подкрепят еволюцията. Но най-непримиримите противници на еволюционизма в миналото са били именно палеонтолозите - Ж. Кювие, Л. Агасис, Р. Оуен и много други.

Вкаменелостите като такива са списък от различни събития. За да създадете последователна история от това, имате нужда от водеща идея. Фактите, с които разполагаме са, че организмите са изключително разнообразни, адаптирани към начина на живот, който водят, техните жилищно пространствоограничени и те се заменят взаимно в геоложкия запис. Обясненията могат да варират. Теорията на еволюцията е, че органичният свят, какъвто го познаваме, е продукт на еволюцията (в горния смисъл). Ако приемем, че виждаме прояви на някакви оригинални свойства на живите, които нямат история (първоначална целесъобразност, например), тогава такава теория ще бъде нееволюционна или във всеки случай съдържа нееволюционни елементи. Тя ще се противопостави на общата теория на еволюцията, а не (както често се смята) на конкретната теория за естествения подбор. Много недоразумения възникват от неспособността да се разграничи общият еволюционен подход от отделните метаеволюционни проблеми, а последните един от друг. На въпроса каква е разликата между теориите на Дж. Б. Ламарк и Ч. Дарвин, мнозинството отговарят: Ламарк аргументира унаследяването на придобитите черти, Дарвин - естествения подбор. В действителност и Ламарк, и Дарвин са вярвали в унаследяването на придобитите черти (изразът е изключително неудачен, тъй като няма други черти освен придобитите, но повече за това по-късно). По тяхно време това е била позната идея, връщайки се към Аристотел, който дори е вярвал в наследяването на белезите (може да се вярва във всичко - няма теория за наследството). Еволюционните проблеми са групирани около три основни въпроса - "защо", "как" и "защо", които исторически са били задавани в тази последователност.

Способността да се подреждат различни живи същества под формата на стълба от прости до по-сложни, известно сходство (паралелизъм) между тази стълба и последователността на индивидуалното развитие, както и разпространението на изкопаеми форми от древни слоеве към по-млади. , естеството на делимостта на отделни типове и видове, промяната на населението на Земята след библейския потоп или подобни бедствия, влиянието на начина на живот върху развитието на органите - това са основните проблеми, които първоначално подхранваха еволюционната мисъл. На еволюционизма често се отрича статутът на истински научна теорияпоради следните причини:

1. Това е основно описание на всякакви събития, а не теория (колекциониране на пощенски марки, както отбеляза Ръдърфорд). Историята, разбира се, се основава на факти, но тя може да бъде пренаписана и фактите ще се покажат в различна светлина. Еволюционната история е не толкова описание, колкото реконструкция на събития (въпреки че няма ясна граница между двете; всяко историческо описание, дори потвърдено от пряко свидетелство, не е свободно от интерпретация на факти), носещо теоретично натоварване.

2. Еволюцията на живота е известна досега само на нашата планета, в един единствен екземпляр. Единственото не подлежи на теоретично осмисляне. На това може да се възрази, че индивидът наистина е неподходящ за извеждане на закони, но може да стане обект както на телетичен, така и на каузален анализ. Освен това еволюцията върви паралелно с много стволове и някои явления се повтарят многократно.

3. Еволюционизмът не може да бъде оборен.Това обвинение срещу теорията на Дарвин е повдигнато полушеговито от Л. Берталанфи. Тъй като популярността на принципното опровержение като критерий за научност нарастваше, нямаше време за шеги. Въпреки това всеки, който е запознат с историята на биологията, не може да не знае за многобройните продължаващи опити да се опровергаят както общите, така и частните теории за еволюцията. Самият Дарвин посочи най-малко две позиции, чието опровергаване би довело според него до крах на цялата му теория: заключението, че резките промени в органичния свят съответстват на пропуски в геоложките записи, и заключението, че алтруизмът не може се развиват под влияние на естествения подбор. И двете са опровержими не само по принцип, но и, което е по-лошо, на практика (за да избегнем недоразумения, припомняме, че възможността за опровергаване на една теория е положителен момент при оценката на нейния научен характер, успешното опровержение е отрицателен момент при оценката на неговата истинност, въпреки че значението на това друго може да бъде донякъде преувеличено).

4. Теорията на еволюцията не е теория в смисъла, който се приема от физиците. Нека анализираме накратко тези фундаментални въпроси. Позицията на физиците е, че само повтарящи се, възпроизводими явления принадлежат към полето на науката. Единственото, уникалното е царството на колекционера на рядкост, а не на учения. Животът все още е известен само на една планета, биосферата съществува в един екземпляр, всеки организъм е уникален, еволюцията е станала веднъж и е необратима. Биологията се занимава с неповторимото и следователно е вид дейност, която е по-близка до колекционерството, отколкото до аналитичната наука, каквато е преди всичко физиката. От известна гледна точка се създава впечатлението, че дори самото развитие на биологията е коренно различно от развитието на физиката. В биологията има опровержение и отхвърляне на остарели теории (например теорията на Ламарк), докато във физиката новите теории не опровергават старите, а само посочват границите на тяхната приложимост.

Едно от възможните възражения, както вече казахме, е, че организмите, както и отделните организми, се характеризират с нещо общо, повтарящо се във всеки от тях, че еволюцията на органичния свят като цяло се състои от огромно разнообразие от еволюционни линии, които се характеризират с паралелизъм в една или друга степен, многократно повторение на еднотипни събития и пр. Може да се протестира и срещу епистемологичния редукционизъм, като се настоява за несводимостта на една област на знанието към друга, върху фундаменталната разлика в методологическите принципи на физиката и биологията, които се занимават с неизмеримо по-сложни явления, които изискват специален, по-индивидуализиран подход, който не нарушава научния характер. Според редица учени обаче традиционните съмнения относно научния характер на биологичните теории, както и традиционните опити за тяхното разсейване, не отразяват същността на въпроса, която се състои в противоречието между исторически и неисторически подходи. Всъщност основната разлика между уникалността биологични явленияи повторяемостта на физическото, очевидно, не съществува: всяко историческо събитие е уникално. Разбира се, за биолога е по-лесно да разбере това поради по-изразената индивидуалност на неговите обекти, въпреки че вирусите от един и същи щам изглеждат доста идентични и само много фини изследвания могат да разкрият тяхната индивидуалност. Физикът, от друга страна, е в позицията на човек, който пръв е попаднал в тълпа от извънземни и вярва, че всички те имат едно и също лице.

Наличието на история е основният и може би единственият критерий за съществуване. Учен, който изучава явления, които нямат история, не може да бъде сигурен, че те действително съществуват. Противоречията между моделите на познанието и физиката и биологията също изглежда са свързани с различно усещане за историзъм. Известният закон за необратимостта на еволюцията е изведен от белгийския палеонтолог Л. Доло, парадоксално, въз основа на обратим външен вид - загуба на черупка при костенурките, които се движат от вода към сушата и обратно. Доло забеляза, че новопридобитата черупка е различна от изгубената и следователно няма пълна обратимост. Човешко е да греши толкова много, че накрая да започне да се съмнява в когнитивните си способности. Такива ситуации служат като благодатна почва за твърдения, че крайната истина не е налична по една или друга причина. Това, което сега считаме за очевидно, е теоретично натоварено и формирано в резултат на сложно взаимодействие на наблюдение и обяснение, като последното все повече доминира, заменя прякото виждане и дори налага визията на несъществуващи обекти (както много поколения "виждаха" небесния свод) . Този вид цена на теоретизиращата визия и породи съмнения относно реалността на външния свят, което води директно до солипсизъм.

Най-добрият лек за солипсизма е еволюционната теория. Несъществуващото не може да се развива и още повече няма смисъл да се адаптираме към него. Освен това теорията на еволюцията предполага, че сетивата не могат постоянно да ни мамят, тъй като в противен случай биха допринесли за изчезването, а не за оцеляването. Теоретично има всички основания да се доверим на прякото наблюдение. Еволюционният подход също помага да разберем нашите епистемологични трудности. Те са продукт на еволюцията на мисленето и, очевидно, са характерни за преходния етап, при който остротата и безпогрешността на прякото виждане, усъвършенствани от милиони години борба за съществуване, вече са загубени и обяснителната способност е все още недостатъчно развити. Теорията на еволюцията предполага, че връзката между наблюдението и теорията не остава постоянна, а се променя с времето. И накрая, еволюционизмът обяснява защо никога няма да стигнем до крайната истина: тя не ни чака някъде в края на пътя, зад седем ключалки, а се развива заедно с нас, нашето мислене и всичко наоколо. Неодарвинизъм (синтетична теория за еволюцията). Ако някой може да бъде наречен Нютон на биологията, тогава, разбира се, Г. Мендел. Той направи всичко необходимо, за да превърне биологията в "истинска наука" като класическата физика, а именно:

1. въведени невидими същности - "рудименти", впоследствие гени;

2. постановява закони за тях без никакви обяснения;

3. прибягва до математиката.

Гените изглежда помагат да се отговори на редица въпроси, които объркват Дарвин, по-специално защо полезните промени не се „разтварят“ при кръстосване с непроменени индивиди и по този начин допълват класическия дарвинизъм, превръщайки го в неодарвинизъм или синтетичната теория на еволюцията ( STE) . Основната заслуга на STE обикновено се счита за обяснението на първоначалната променливост, елиминирането на телеологичните (пангенезис, "фактори на Ламарк") и типологичните (макромутации, рязко видообразуване) елементи от еволюционизма и прехвърлянето на еволюционните конструкции към експериментален база. Рамката на новата теория се формира от постулатите за случайния характер на мутациите, постоянната скорост на мутация и постепенното възникване на големи промени чрез сумиране на малки. Възможностите за проверка на тези постулати по време на изграждането на STE бяха много ограничени. Смята се, че постулатът за случайността на мутацията впоследствие е потвърден от молекулярно ниво. Въпреки това, молекулярните мутации са неадекватни на онези от техните фенотипни прояви, които са наблюдавани от ранните генетици, самото разбиране на мутацията се е променило. На молекулярно ниво има известна причина да се говори за пространствено-времева несигурност на единичен мутационен акт, но (по аналогия с квантовата механика) несигурността не може да бъде екстраполирана a priori на нивото на фенотипните свойства, подлежащи на естествен подбор. Постулатът за постоянен процент на мутация не издържа на контрола.

Експлозивната мутагенеза, по-специално транспозиционните експлозии, вече е сравнително добре проучена. Идеята за макроеволюцията като сумиране на най-малките мутационни стъпки под влиянието на селекцията имплицитно предполага някакъв вид ортогенетичен фактор, тъй като вероятността от навременна случайна поява на последователни "необходими" мутации е незначителна. Поради това трябваше да се въведе допълнителен фактор - генен дрейф, който ускорява фиксирането на нова мутация и при рязко намаляване на популацията произвежда "генетична революция", според С. Райт и Е. Майр.

По този начин предимствата на STE пред класическия дарвинизъм не са съвсем очевидни. Някои противоречия в първоначалната теория на Дарвин, елиминирани от STE, вероятно отразяват вътрешната непоследователност на непрекъснато-прекъснатия процес на еволюция и невъзможността да се сведе цялото разнообразие от движещи сили до естествения подбор.

Критика на дарвинизма. Една от посоките на критиката се основава на противопоставянето на "борбата" и "любовта" като движещи сили на еволюцията. Наистина Дарвин изпитва известни трудности при обяснението на алтруизма.

Сега обаче е извършена много задълбочена работа, свързваща появата на алтруистично поведение с подбора. Критиката е по-ефективна, ако приписва на селекцията ролята на консервативна, а не на творческа сила. Много изследователи, които отделят стабилизиращите и творческите форми на подбор, имат предвид, че подборът в някои случаи запазва съществуващата норма, докато в други, когато условията се променят, тя формира нова. Възможно ли е да се получи нещо съществено ново чрез постепенно изместване на нормата? Строго погледнато, няма отговор на този въпрос, тъй като никой не е проверил (изкуственият подбор не се брои, принципът на неговото действие е различен). Изглежда логично да предположим, следвайки Дарвин, че отнема много време, за да се създаде постепенно нова селекция. Геоложкото време се изчислява в милиони години, но в критични моменти от историята на Земята тези милиони не са налични, поради което Дарвин смята, че геоложкият запис е ненадежден. Това наистина отваря възможността за проверка на теорията. Ако свидетелството на хрониката се потвърди, тогава ще се получи значителен аргумент в полза на спазматичното възникване на новото и теорията за еволюцията поради резки отклонения в индивидуалното развитие, изтласкани на заден план от синтетичната теория, отново ще бъдете в центъра на вниманието. В края на краищата изкуственият подбор, постиженията на който толкова вдъхновяват Дарвин, работи с резки отклонения от нормата, може да се каже, деформации.

Защо е противопоказан в природата? Но един от парадоксите на еволюционизма се крие именно във факта, че естественият и изкуственият подбор дават противоположни резултати: първият повишава годността, вторият го понижава (сортовете и породите, отглеждани от човека, като правило се нуждаят от неговата подкрепа). Или нямат нищо общо (в който случай не трябва да се разглежда изкуственият подбор като модел на естествения подбор), или не разбираме нещо в механизма на естествения подбор.

Критика на синтетичната теория на еволюцията. STE, повече от класическия дарвинизъм, е моделиран след класическата физика. Има свои собствени аксиоми, вечни закони, включително математически изведени. STE активно насърчава този начин за изграждане на биологична теория, което предполага, че напредъкът в тази област изисква по-пълна аксиоматизация и математизация (крайните поддръжници на тези възгледи могат дори да действат като критици на STE, обвинявайки го за недостатъчна формализация). Същите вярвания ни позволяват да видим масова инвазия физични и химични методиреволюция в биологията, превръщането й в истинска експериментална наука, т.е. истинска наука. Но ступорът на науката, окован от аксиоми и закони, не може да се счита за прогрес. А теориите за еволюцията такива "неразвиващи се" нагласи са особено противопоказани. Като всяка парадигма, STE има практическо въздействие върху науката, определяйки какво си струва да се прави и какво не си струва да се прави.

Силната парадигма определя посоката на изследване за едно или дори няколко поколения учени. Тогава това направление се изчерпва и учените обръщат поглед към една алтернативна теория, която досега се поддържаше само от няколко ексцентрици. Да оставим обаче постиженията и да се обърнем към това, което се оказа зад борда STE. На първо място, това е това, което се нарича макроеволюция - големи трансформации на органи, появата на нови категории характери, филогенеза, произход на видове и надспецифични групи, тяхното изчезване - изобщо, в името на което е била основана теорията за еволюцията създадено. Без да подценяваме значението на индустриалния меланизъм и връзката между едноцветни и раирани охлюви, отбелязваме, че те все още ни интересуват главно като модел на исторически по-значими явления.

Но могат ли те да служат като такъв модел? Позицията на STE по отношение на макроеволюцията се определя от общото отношение към експериментирането като единствен начин за наистина научно изследване. В областта на макроеволюционните процеси възможностите за експериментиране са силно ограничени. Следователно те могат да бъдат изследвани само с помощта на микроеволюционни модели, като се приеме, че разликите са предимно количествени – във времеви мащаби. В миналото и особено през последните години имаше гласове срещу тази редукционистка позиция на STE.

За разлика от него се издига тезата за несводимостта на филогенезата към микроеволюционните процеси, необходимостта от допълване на STE с теорията за макроеволюцията. Предполага се, че микроеволюцията е задоволително обяснена от STE. В действителност нито микропроцесите, нито макропроцесите все още не са разбрани и все още е рано да се говори за тяхната сводимост или несводимост един към друг. STE, подобно на класическата еволюционна теория на Дарвин, е разработена главно за процеси, протичащи при стабилни условия. Сега ние се интересуваме повече от екологичните кризи, отколкото от всичко друго, и в допълнение, има предположение (което се превърна в приоритет за проверка), че най-важните еволюционни събития са се случили в условия на криза. И накрая, общият биологичен прогрес, сведен до увеличаване на числеността, почти изпадна от полезрението на STE. Хронологичната последователност от цианофитите до човека, както и да се нарича, е един от малкото надеждни еволюционни феномени. За милиони хора тази последователност въплъщава самата еволюция. Следователно това, което се изисква от еволюционната теория, е нейното обяснение на първо място. STE не може да даде това, защото при решаването на еволюционните задачи, признати от тази теория - адаптивност, оцеляване, нарастване на числеността и разнообразието - цианофитите по никакъв начин не отстъпват на хората. Следователно еволюцията на човека се оказа напълно неразбираема. Тя или напълно се откъсва от предишната биологична еволюция, или е изкуствено въведена в рамките на училищната STE. Поради всички тези обстоятелства сегашното състояние на еволюционната теория не предизвиква чувство на удовлетворение.

ПРЕГЛЕД НА СЪВРЕМЕННИТЕ ПРОБЛЕМИ НА ТЕОРИЯТА НА ЕВОЛЮЦИЯТА.

Геологичните и биологичните науки през последните десетилетия натрупаха огромна нова информация за еволюцията на органичния и неорганичния свят на Земята, както и за физико-географските, геоложките и биогеохимичните предпоставки за възможното съществуване на всякакви форми на живот в миналото или присъства на други планети от слънчевата група.

Еволюцията в много случаи вече може да бъде представена чрез мярка и число. Събрана е обширна информация за множество биологични катастрофи (кризи), предимно през последните милиарди години; за връзката им с абиотичните кризи, за възможните общи причини за тези явления. В същото време са натрупани огромни количества информация за структурната организация и молекулярно-генетичните механизми на функциониране на клетките - основата на живота, факторите на вариабилността на генома и моделите на молекулярната еволюция на клетките и организмите. В същото време, въпреки обширните данни за молекулярно-генетичните механизми, които определят реакциите на геномите, клетките и организмите към промените в околната среда, ние знаем малко за връзките между тези механизми и процесите на биоеволюция, протичащи на Земята в момента на глобалните геоложки промени. Въпреки изобилието от информация за закономерностите на еволюцията на органичния и неорганичния свят, получена от науките за Земята и биологията, тя все още остава фрагментирана и изисква систематично обобщение.

Сред основните постижения от последните десетилетия е дешифрирането от палеонтолози и геолози на докамбрийската хроника на развитието на органичния свят на Земята, което разшири геохронологичния диапазон на нашите познания за еволюцията на живота от 550 милиона до почти 4 милиарда години . Класическите концепции за еволюцията на органичния свят, основани на опита от изучаването на фанерозойската му история, когато таксономичната и екосистемна йерархия на биологичните системи вече са се развили в основни термини, започвайки с Чарлз Дарвин, се развиват в рамките на постепенно разбиране на филогенетичния процес, чиято централна връзка е видът.

Изследването на докамбрийските форми на живот и условията на неговото съществуване постави на дневен ред нови проблеми. Благодарение на постиженията на молекулярната биология, включително молекулярната филогения, от началото на 80-те години на миналия век стана ясно, че пътищата на биологичната еволюция на живота в условията на първоначалната безкислородна (редуцираща) атмосфера и нейния постепенен преход към окислителна едното (увеличаване на концентрацията на кислород в местообитанието) се свързва с живота на три царства (домени на организми) на безядрени прокариоти:

1. истински еубактерии;

2. бархеобактерии, чийто геном има някои прилики с генома на еукариотите;

3. еукариоти с добре оформено ядро ​​и карпатологична цитоплазма с различни видове органели.

Най-важната връзка във формирането на биоразнообразието на живата обвивка на земята са откритите през последните десетилетия вендски скелетни вендобионти с мистериозни метаболитни характеристики, непосредствените предшественици на основните видове съвременни безгръбначни, основните филогенетични стволове (на ниво типове и семейства), възникнали преди около 540 милиона години в началото на камбрийския период.

Изследването на микробните общности в съвременните екстремни условия и тяхното експериментално моделиране позволи да се разкрият характеристиките на взаимодействието на автотрофни и хетеротрофни форми на прокариотния живот като специален тип адаптация в пространствено неделима система от две в едно организъм-екосистема . Развитието на методите на микробната палеонтология и откриването чрез тези методи в метеорити, вероятно донесени на Земята от Марс, на структури, наподобяващи следи от бактериален живот, даде нов тласък на проблема за "вечността на живота". През последните години палеонтологията и геологията натрупаха много данни за корелацията на глобалните геоложки и биотични събития в историята на биосферата. От особен интерес напоследък беше „феноменът“ на експлозивната биодиверсификация на органичния свят в ордовикския период (преди 450 милиона години), когато възникнаха огромен брой нови екологични специализации, в резултат на което се формира глобален затворен биогеохимичен цикъл в морските екосистеми за първи път. Натрупаните данни за взаимовръзките на основните тенденции и периодичността на глобалните процеси в еволюцията на външните и вътрешните обвивки на Земята и биосферата като цялостна система поставиха на дневен ред проблема за контролното звено в еволюцията на Земята и нейната биосфера. В съответствие с новите идеи, в съответствие с теорията за развитието на големите системи, еволюцията на биосферата се определя от най-високите йерархични нива на глобалната екосистема, а на по-ниските нива (популация, видове) се осигурява нейната по-фина настройка. От тези позиции възниква проблемът за комбиниране на концепцията за видообразуването на Ч. Дарвин и биосферната концепция на В.И. Вернадски. Във връзка с откриването през 70-те години на 20-ти век в съвременните океани на уникални екосистеми, следи от които сега се намират в седименти от древна възраст (най-малко 400 милиона години), които съществуват поради ендогенната енергия на хидротермите, друг проблем възникна. Дали слънчевата енергия и кислородната атмосфера са необходими условия за еволюцията на живота на планетите и какъв е еволюционният потенциал на екосистемите от този тип? Така можем да формулираме следните съвременни проблеми на теорията на еволюцията:

1. Възникнал ли е животът на Земята по време на естествената еволюция на неорганичния свят (теорията за спонтанното генериране на живот от неорганична материя)? Или е донесен от Космоса (теория за панспермията) и следователно е много по-стар от Земята и не е пряко свързан в своя генезис с условията на примитивната Земя по времето, когато първите следи от живот са били записани в геоложките летописи? В теорията на молекулярната еволюция са натрупани значителни знания, сочещи възможността за самовъзникване на живот (под формата на най-прости самовъзпроизвеждащи се системи) от неорганична материя в условията на първобитната Земя. В същото време има факти, които свидетелстват в полза на теорията за панспермията: а) най-старите седиментни скали на възраст 3,8 милиарда години са запазили следи от масовото развитие на примитивни форми на живот, а изотопният състав на въглерода практически не се различава от това в съвременната жива материя; б) в метеоритите са открити характеристики, които могат да се тълкуват като следи от жизнена дейност на примитивни форми на живот, въпреки че има възражения срещу тази гледна точка. В същото време трябва да се отбележи, че въпросът за вечността на живота във Вселената в крайна сметка почива върху въпроса за вечността на самата Вселена. Ако животът е донесен на Земята от Космоса (теорията за панспермията), това не премахва проблема за произхода на живота, а само пренася момента на произхода на живота в дълбините на времето и пространството. По-специално, в рамките на теорията за "Големия взрив", времето на възникване и разпространение на живота във Вселената не може да бъде повече от 10 милиарда години. Трябва обаче да се има предвид, че тази дата се отнася само за нашата Вселена, а не за целия Космос.

2. Какви са основните тенденции в еволюцията на примитивните едноклетъчни форми на живот на Земята през първите 3,5 милиарда години (или повече) от развитието на живота? Дали основната тенденция беше усложняването на вътрешната организация на клетката, за да се увеличи максимално потреблението на всякакви ресурси от слабо диференцираната среда на примитивната Земя, или дори тогава някои организми поеха по пътя на адаптиране към преобладаващото използване на който и да е ресурс (специализация), който трябва да е допринесъл за обособяването на глобалната примитивна биосфера в система от локални биоценози? В тази връзка възниква и въпросът за съотношението на екзогенни (слънчеви) и ендогенни (хидротермални) източници на енергия за развитието на живота на ранен и по-късен етап. Сега се счита за установено, че най-простите безядрени бактериални организми са довели до еукариоти с развито ядро, разделена цитоплазма, органели и сексуална форма на възпроизводство. Еукариотите в началото на преди около 1,2-1,4 милиарда години значително увеличиха своето биоразнообразие, което доведе до интензивно развитие на нови екологични ниши и общ разцвет както на ядрени, така и на неядрени форми на живот. Това обяснява по-специално масовото образуване на най-древните биогенни нефтени находища преди 1,2-1,4 милиарда години, може би най-мащабният процес на трансформация на биомасата на Земята, съществувала по това време (10 пъти по-голяма от съвременната биомаса) в инертна материя. Тук трябва да се отбележи, че съществуващите методи за изчисляване на масата на живата материя за минали геоложки епохи въз основа на количеството фосилизирана органична материя не отчитат балансовите съотношения на автотрофните и хетеротрофните нива на биосферата, които също трябва да бъдат приписват на един от важните проблеми при изучаването на глобалните модели на еволюцията на биосферата. Възможно е първото забележимо увеличение на биомасата и биоразнообразието на еукариотите да е настъпило преди около 2 милиарда години. Възниква въпросът за връзката на това глобално еволюционно събитие с появата на свободен кислород в земната атмосфера.

3. Какви фактори осигуриха прогресивното усложняване на еукариотните геноми и особеностите на геномите на съвременните прокариоти? Имало ли е условия на примитивната Земя, които са благоприятствали еволюционното усложняване на структурната и функционална организация на еукариотната клетка? Ако е така, какво е тяхното естество, кога са възникнали и продължават ли да действат и до днес? Какви механизми осигуряват координацията на самосглобяването на екосистемите „отдолу“ (на ниво популация и видове) и „отгоре“ (т.е. на нивото на взаимодействие на глобалната екосистема с глобалните ендогенни и екзогенни геоложки процеси)? Възниква и въпросът за еволюционния потенциал на различните нива на биологична организация и условията за неговото осъществяване. Най-общо казано, може да се счита за очевидно нарастване на еволюционния потенциал на всяко ново ниво на биологична организация, т.е. възможностите за морфо-функционална диференциация на живота на организмово и екосистемно ниво, обаче задействащите механизми и ограничаващите фактори от автогенетичен и външен (среда на живот) произход остават неясни. По-специално, природата на ароморфозите (кардинални промени в структурните планове на организмите) и солациите (изблици на биодиверсификация, придружени от появата на високопоставени таксони) остава загадъчна. Ароморфозите и солациите съвпадат добре с епохите на глобални биотични пренареждания и фундаментални геоложки промени в околната среда (балансът на свободния кислород и въглероден диоксид в атмосферата и хидросферата, състоянието на озоновия екран, консолидацията и разпадането на суперконтинентите и големи - мащабни климатични колебания). Появата на нови ароморфози (например появата на безскелетни, след това скелетни морски, съдови растения, сухоземни гръбначни и др.) коренно промени функционалните и пространствени характеристики на биосферата, както и еволюционните тенденции в определени таксономични групи. Това е в добро съответствие с теоретичната позиция на кибернетиката за ръководната роля в еволюционния процес на висшите звена на йерархичните системи. Имало ли е глобална промяна в еволюционните стратегии в историята на Земята в рамките на стабилизиращ подбор (постоянство на условията на околната среда), движещ подбор (изразени еднопосочни промени в критичните параметри на околната среда) и дестабилизиращ подбор (катастрофални промени в параметрите на околната среда засягащи йерархично високи нива на организация на биосистеми от молекулярно-генетични до биосферни)? Има идея, че в ранните етапи от еволюцията на биосферата еволюционната стратегия се определя от търсенето на оптимални възможности за адаптиране към физическите и химичните условия на околната среда (некохерентна еволюция). И тъй като абиотичната среда се стабилизира, еволюцията придобива съгласуван характер и развитието на трофични специализации под натиска на конкуренцията за хранителни ресурси се превръща във водещ фактор в еволюционната стратегия в екологично наситени екосистеми.

4. Каква е природата на задействащите механизми, които осигуряват радикална промяна в начините на еволюция на формите на живот? Дали има иманентна същност поради вътрешните особености на организацията и еволюцията на биосистемите или поради външни причини, например геоложко преструктуриране? Как се сравняват тези фактори? Според геоложки данни масовото развитие на високоорганизирани форми на живот е настъпило през венда преди около 600 милиона години, въпреки че те може да са се появили по-рано, както свидетелстват палеонтологичните находки от последните години. Но това бяха метазои с меко тяло без скелет. Те не са имали защитен скелет и при липсата на озонов слой очевидно са имали ограничена екологична ниша. На границата на 540-550 Ma се наблюдава таксономичен взрив (мащабна, почти едновременна поява) на всички основни видове и класове морски безгръбначни, представени главно от скелетни форми. Но пълното развитие на формите на живот, които заеха всички основни биотопи на Земята, се случи по-късно, когато количеството свободен кислород в атмосферата и хидросферата се увеличи значително и озоновият екран започна да се стабилизира. Всички тези събития, от една страна, са свързани с най-големите геоложки събития, а от друга страна, експлозивният характер на тези събития изисква формирането на нови подходи към изграждането на еволюционни сценарии, основани на синтеза на класически дарвинови идеи и теорията за развитието на големи системи, която е в добро съгласие с учението на V.I. Vernadsky за биосферата като глобална биогеохимична система на Земята и съвременните екологични и геохимични модели на различни видове екосистеми. Всички големи биотични кризи корелират с големи геоложки промени, но са подготвени от саморазвитието на биологичните системи и натрупването на екологични дисбаланси.

5. До каква степен фотосинтезата и кислородният обмен са задължителни и необходими условия за развитието на живота на Земята? Преходът от преобладаваща хемосинтеза към базирана на хлорофил фотосинтеза вероятно е настъпил преди около 2 милиарда години, което може да е послужило като "енергийна" предпоставка за последващото експлозивно увеличаване на биоразнообразието на планетата. Но през последната третина на 20-ти век феноменът на бързото развитие на живот в близост до пушачите на сероводород на океанското дъно в пълна тъмнина беше открит и изследван на базата на хемосинтеза. Локалното (точково) разпространение на "черните пушачи" и тяхното ограничаване до определени геодинамични настройки на литосферата (средноокеански хребети - зони на разтягане на земната кора) са най-важните ограничаващи фактори, които възпрепятстват формирането на тази основа на пространствен континуум на живота на Земята под формата на съвременна биосфера. Еволюционният потенциал на ендогенния сектор на биосферата е ограничен не само от пространствени, но и от времеви ограничения - краткотрайният (в мащаба на геоложкото време) дискретен характер на тяхното съществуване, който се прекъсва от периодичното затихване на хидротермите. , а в световен мащаб чрез литосферни пренареждания. Палеонтологичните данни показват, че в геоложкото минало съставът на производителите на тези екосистеми (бактериални съобщества) остава практически непроменен, а хетеротрофната популация се формира от емигранти от "нормални" биотопи (факултативни биоценози). Екосистемата на "черните пушачи" вероятно може да се разглежда като добър евристичен модел за решаване на проблеми: 1) ранните етапи от развитието на живота на Земята в безкислородна атмосфера; 2) възможностите за живот на други планети; 3) еволюционният потенциал на екосистемите, които съществуват за сметка на ендогенни и екзогенни източници на енергия. Списъкът с проблемите на произхода и еволюцията на живота, които за първи път възникнаха или получиха ново покритие в светлината на най-новите данни от биологията, геологията, палеонтологията, океанологията и други клонове на естествените науки, може да бъде продължен. Горните проблеми обаче убедително показват, че на настоящия етап от развитието на нашето знание проблемът за интердисциплинарния, системен синтез на това знание в рамките на нова парадигма, която академик Н. Н. Моисеев нарече "универсален еволюционизъм", идва до предна част.

6. Закономерният и насочен характер на макроеволюцията ни позволява да повдигнем въпроса за възможността за прогнозиране на еволюцията. Разрешаването на този въпрос е свързано с анализа на съотношенията на необходими и случайни явления в еволюцията на организмите. Както е известно, във философията категориите необходимост и случайност обозначават различни видове връзки между явленията. Необходимите връзки се определят от вътрешната структура на взаимодействащите явления, тяхната същност и основни характеристики. Напротив, случайните връзки са външни по отношение на това явление, дължащи се на странични фактори, които не са свързани със същността на това явление. В същото време случайното, разбира се, не е безпричинно, но причините за него са извън причинно-следствения ред, който определя същността на това явление. Случайността и необходимостта са относителни: това, което е случайно за една причинна поредица, е необходимо за друга и когато условията се променят, случайните връзки могат да се превърнат в необходими и обратно. Статистическата закономерност е идентифицирането на необходими, т.е. вътрешни, съществени връзки между множество външни случайни взаимодействия.

7. Сред централните проблеми на съвременната еволюционна теория трябва да се назове коеволюцията на различни видове в природните общности и еволюцията на самите биологични макросистеми - биогеоценози и биосферата като цяло. Продължават оживените дискусии за ролята на неутралните мутации и генетичния дрейф в еволюцията, за съотношенията на адаптивните и неадаптивните еволюционни промени, за същността и причините за типогенезата и типостазата в макроеволюцията, нейната неравномерност, морфофизиологичен прогрес и др. Остава да се направи много дори в най-развитите области на еволюционната наука - като теорията за селекцията, теорията за биологичните видове и видообразуването.

8. Спешна задача на еволюционната наука е да преосмисли и интегрира най-новите данни и заключения, получени през последните години в областта на молекулярната биология, онтогенетиката и макроеволюцията.

Някои биолози говорят за необходимостта от „нов синтез“, като подчертават остарелостта на класическите идеи на синтетичната теория на еволюцията, която по същество е основно теорията на микроеволюцията, и необходимостта от преодоляване на тесния редукционистки подход, характерен за то.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обобщавайки, на първо място, ще очертая накратко основните положения на съвременната еволюционна теория. Еволюцията на организмите е процес на исторически трансформации на всички нива на организация на биологичните системи – от молекулярно до биосферно. Еволюцията е неизбежна последица, произтичаща от основните свойства на организмите - размножаване и редупликация на апарата на наследствеността. При променящи се външни условия тези процеси неизбежно се придружават от появата на мутации, тъй като стабилността на всяка система има своите граници.

Резултатът от естествения подбор е адаптивната еволюция на организмите. Можем да кажем, че еволюцията е форма на съществуване на организмите в променяща се среда. В същото време селекцията е основният движещ фактор на еволюцията, без участието на който е невъзможно да се реализират потенциални възможности за развитие, дължащи се на системните свойства на организмите. Подборът движи еволюцията и придава на еволюционните трансформации естеството на адаптации към промените във външната среда, докато насочващите фактори на организма определят специфичните посоки и форми на текущите еволюционни пренареждания. Еволюционизмът далеч не е решил целия огромен набор от проблеми, пред които е изправен и продължава бързото си развитие.

В допълнение към традиционното обобщаване и преосмисляне на данни, получени в областта на други биологични науки, започват да се оформят собствени методи. Сред тях трябва да споменем поставянето на експерименти върху естествени популации на различни видове за изследване на действието на естествения подбор, вътрешно- и междувидовите взаимоотношения и тяхната еволюционна роля. Подобни проблеми се решават върху моделни лабораторни популации с помощта на методите на популационната генетика. Техниките се развиват математическо моделиранеразлични еволюционни процеси. Вероятно в близко бъдеще методите на генното инженерство и експерименталната намеса в онтогенезата ще играят важна роля при решаването на еволюционните проблеми.

Интегриращото начало на съвременната еволюционна теория в нея трябва да бъде систематичен подход, чиято плодотворност вече е демонстрирана от съвременните постижения в разбирането на механизмите на макроеволюцията. В тази връзка някои учени предлагат еволюционната теория, образувана в резултат на съвременния синтез, да се нарича "системна". Дали това име ще се затвърди, бъдещето ще покаже.

Библиография:

1. Грант В. "Еволюционен процес", Москва, 1991 г.

2. Кейлоу П. "Принципи на еволюцията" Москва 1986г

3. Шамалгуазян И.И. "Пътища и закономерности на еволюционния процес" Ленинград 1986г.

5. Красилов В.А. "Нерешени проблеми на еволюцията" Владивосток 1986 г.

6. Reimers N.F. „Екология. Теории, закони, правила, принципи и хипотези. Москва 1994г

7. Кумура М. "Молекулярна еволюция: теорията на неутралността" Москва 1986 г.