Михаил Матыцин

«Развивая и улучшая старое, мы получаем лучшее новое»

Предисловие

Как сказал один философ: «идеи – это ДНК души». Я часто вспоминаю эту фразу, когда пытаюсь понять, как думают люди и на чём основаны их умозаключения. Идеи, рождающиеся в дебрях нашего сознания, могут быть несерьёзными, но также могут стать началом чего-то большего и послужить основой для будущих открытий! Таковой является идея Чарльза Дарвина о естественном отборе в мире живого. Она легла в основу множества научных трудов как самого Чарльза, так и других учёных эволюционистов. Самым известным из таких трудов является книга «Происхождение видов».

Впервые ознакомиться с этим произведением мне довелось в 2014 году, перед поступлением на 1 курс университета, а досконально изучил его главы летом 2016 года – по окончании 2 курса. Тогда я думал: «Почти два столетия назад, этот человек выдвигал потрясающие гипотезы, которые не поняты некоторыми людьми даже в наш прогрессивный век. И насколько же современными видятся его идеи сегодня! Просто невероятно!». Конечно, теория естественного отбора путём эволюции не была идеальной. В ней были огрехи, вопросы, на которые с уровнем знаний 19 века невозможно было ответить. Описанию и анализу некоторых из этих проблем в «Происхождении видов» была посвящена отдельная глава.

Именно её выбрал для анализа, чтобы лучше понять, что же люди узнали за 150 лет и каким образом были заполнены пробелы в концепции дарвиновского естественного отбора. А также лучше разобраться в том, что же такое эволюция и каковы её последствия.

Проблемы теории

История науки знает много примеров ситуаций, когда верная теория не была быть подтверждена немедленно из-за недостаточности данных. Порой, с момента оформления теории, до её подтверждения проходили десятки лет.

Дарвин понимал, что в силу недостаточности информации, не все моменты в его теории могут быть доказаны. Сам учёный отмечал множество проблем, которые предстояло решить впоследствии. Основными были следующие:

· При происхождении одних видов от других должны были существовать бесчисленные переходные формы, которых не наблюдалось;

· Многие животные имеют очень совершенные или же наоборот – практически бесполезные органы, происхождение которых путём модификаций подвергалось сомнению;

· Неясен был вопрос: «Могут ли привычки и инстинкты быть приобретены или модифицированы с помощью естественного отбора?»;

· Сложно было объяснить, почему при скрещивании различных видов получается стерильное потомство (или его в принципе не получается), а при скрещивании разновидностей – фертильное;

В 6-ой главе Дарвином рассматривались первые две проблемы, на которые сам автор давал следующие объяснения:

1. Всю Земную кору исследовать не представляется возможным, вследствие чего в ней возможно скрыты многочисленные ископаемые;

Каждый вид наиболее адаптирован к своему ареалу обитания, переходные формы могли быть приспособлены к промежуточным условиям, между уже существовавшими зонами;

И наконец так как изменения обычно происходят медленно, то переходные формы может быть сложно заметить.

2. Сложные органы образовывались через множество вымерших переходных форм, количество которых в разы превышало количество ныне живущих видов. Каждый вид с тем или иным приспособлением существовал в миллионах экземпляров ровно до тех пор, пока не появлялась другая форма с органом, более приспособленным для выполнения той или иной задачи.

Вопросы, требующие ответа!

Переходные формы – такие, которые можно выстроить в ряд постепенных переходов от предковых организмов к их потомкам.

Для дальнейшего разбора проблем, выделю несколько вопросов, требующих ответа:

1. Почему в геологической летописи очень мало ископаемых переходных форм? Где те виды, которые теоретически существовали, но были вытеснены более приспособленными организмами?

2. Как в процессе естественного отбора возникают сложные органы, которые, казалось бы, являются полезными лишь в оформленном конечном виде?

Мало переходных форм?

Чтобы понять, почему это не так, нужно рассмотреть, как менялись взгляды на эволюцию с течением времени. Постепенно, с развитием эволюционной биологии учёные стали понимать, что эволюционные ряды представляют собой совокупность постепенных изменений. А значит макроэволюция, представлявшаяся раньше «пропастью» между двумя видами, может быть описана теперь, как несколько маленьких шагов через эту пропасть - микрособытий. Суммарным результатом которых и является появление нового вида.

На самом деле доказательств того, что переходных форм огромное количество в современном мире предостаточно. За более чем 150 лет, прошедшие со времени написания Дарвином «Происхождения видов» было открыто более 200 тысяч различных ископаемых. И несколько тысяч новых видов. В 1940—1957 годах И.А. Ефремовым были разработаны основные положения новой дисциплины – тафономии. Это раздел палеонтологии изучает закономерности образования местонахождений с ископаемыми. Объясняет, как, где и почему формировались слои с окаменелостями и помогает предсказать, в каких местах их стоит искать.

Примером недавно открытых переходных форм являются открытые несколько видов рыб, предположительно являющихся промежуточными звеньями в эволюционной ветке, ведущей к современным камбалам. Это виды Heteronectes chaneti, Amphistium paradoxum и Amphistium altum, черепа которых были реконструированы методом рентгеновской компьютерной томографии сотрудником Чикагского университета – Мэттом Фридманом (Friedman, 2008). Как известно, камбала имеет очень необычный вид, и при первом взгляде на эту рыбу возникают вопросы: «Это у неё что, два глаза на одной стороне тела? А, почему у неё спина и брюхо разного цвета?». У представителей недавно реконструированных видов одна глазница смещена кверху черепа, изменено строение лобных костей, однако оба глаза ещё остаются на разных сторонах тела. До открытия переходных форм было распространено мнение, что такие животные не могли существовать, так как были бы нежизнеспособными.

К сожалению, не во всех случаях переходные формы обнаружены. На момент 2014 года не было найдено следов эволюции предков шимпанзе или достоверных следов существования древних ресничных червей.

Сейчас учёных эволюционистов больше занимает не вопросы: «есть ли переходная форма?», «где её искать?», а «как происходили крупные изменения и возникали адаптации к новым условиям жизни?». Вопрос переходных форм таким образом имеет одну небольшую неприятность: можно наблюдать появления новых видов и разновидностей живых существ. Однако невозможно увидеть образование нового семейства или отряда. Макромутации не всегда могут дать начало какому-то жизнеспособному новому существу. То есть, даже если на глазах учёного появится новый организм с совершенно уникальными признаками, его нельзя будет поместить в новый таксон. Это невозможно по той причине, что неизвестны дальнейшие жизненные перспективы этого существа:

· Сможет ли организм выжить и дать жизнеспособное потомство?

· Смогут ли его потомки занять какую-то экологическую нишу в биоценозе?

· Появится ли какая-либо новая группа видов живых существ на основе этого организма?

Из этого следует вывод, что присвоить какой-либо крупный ранг группе животных, растений, бактерий и др. можно лишь в ретроспективе, когда эта группа накопит ресурс изменчивости, станет конкурентоспособной и, возможно, разделится на роды и виды.

Сложно – не значит невозможно!

“Nothing is particularly hard if you divide it into small jobs”

― Henry Ford

В мире существует множество различных родов животных, растений и других организмов. Оглядываясь по сторонам, порой, поражаешься, сколько вокруг красивых и непохожих друг на друга существ, у каждого из которых есть что-то своё.

Некоторые виды имеют в своём распоряжении настолько невообразимые приспособления, что сложно представить, как такой орган образовался в процессе эволюции. Однако, чуть более детально разбираясь в данном вопросе можно найти довольно логичный ответ – последовательно! Несмотря на ощущение того, что орган идеально подходит для выполнения той или иной задачи, это не всегда так. Каждое приспособление живых существ так или иначе является полезным на том этапе развития и в тех условиях, в которых обитает это существо. Новые органы возникают в процессе эволюции несколькими способами:

1. Из уже имеющихся, путём поэтапного усовершенствования структуры, для улучшения выполнения своей задачи;

2. Опять же из старых органов, но со сменой функции (то есть организм предок использовал этот орган иначе, чем его ныне живущий потомок).

Примером первого пути может служить глаз млекопитающий, способный различать множество цветов и уровней освещённости. По сравнению с простыми глазами насекомых, к примеру, он выглядит чрезвычайно сложно устроенным, однако при ближайшем рассмотрении и в нём выявляются некоторые недостатки. Такие, как инвертированное строение сетчатки и другие.

Ко второму пути можно отнести человеческие слуховые косточки: молоточке, наковальню и стремечко, которые у наших предков выполняли отличную от проведения звуковых колебаний функцию. Изначально стремечко являлось костью второй жаберной дуги (которая выполняет роль воздушного насоса) у рыб. После перехода к лёгочному дыханию, надобность в жаберной крышке отпала и кость, прикрепляющая её к черепу, смогла приобрести новую функцию – передачу звуковых колебаний в среднем ухе. Первая жаберная дуга, выполнявшая роль челюстей у рыб, также постепенно передала функции другим костям, а кости сустава преобразовались в наковальню и молоточек.

Вышеописанные преобразования некоторым могут показаться фантастичными и неправдоподобными, однако в сравнительной анатомии с помощью ископаемых останков древних животных, а также с помощью данных эмбриологии можно увидеть этапы этой трансформации.

В 21-м веке были найдены останки млекопитающих, молоточек и наковальня у которых ещё соединены между собой: это яноконодон (Yanoconodon allini) и ляоконодон (Liaoconodon hui) (Luo et al., 2007; Meng et al., 2011). Возможности подобных трансформаций были подтверждены также учёными генетиками: в частности было открыто семейство генов, экспрессия которых необходима для развития рыбьих плавников – это гены с названием actinodin (and). При подавлении экспрессии данных генов в парных плавниках рыб не развивались лепидотрихии – эластичные плавниковые лучи, а также изменялась работа генов hoxd13a и sonichedgehog. Эти гены регулируют передне-заднюю полярность зачатков конечностей (Zhang et al., 2010).

Послесловие

В современно мире теория эволюции живых существ путём естественного отбора становится всё более оформленной и полной. Многие неясные моменты становятся понятными, находятся доказательства и подтверждения правдивости теории: палеонтологические, генетические, эмбриологические и другие. Противники теории Дарвина иногда говорят о том, что она не доказана, и является не теорией вовсе, а гипотезой. Хотя, некоторые учёные считают, что с точки зрения философии и методологии, теорию эволюции нельзя доказать в принципе. Ибо доказательство неопровержимо, следовательно, его нельзя оспорить. Научные же теории основаны на наблюдаемых фактах, которые могут и должны быть подвергнуты сомнению другими людьми с целью найти наиболее достоверные из них, и создать теорию, лучшим образом описывающую «почему всё происходит именно так». Теория эволюции – это на данный момент лучшее средство описания того многообразия живых существ, обитающих на планете Земля, чем любая другая теория. Как бы странно это не звучало, теория эволюции эволюционирует. Со временем появляются вариации этой теории, более полно и подробно описывающие развитие биологического мира. Изначальная теория Дарвина изначально объясняла изменчивость представителей живого мира и их возможность приспосабливаться, однако не объясняла самого важного – почему вид становится видом (опять же парадокс, ведь книга называлась «Происхождение видов»). Причины видообразования были сформулированы лишь в середине XX века в рамках «Синтетической теории эволюции». С развитием биологии и научных дисциплин в целом у новых вариаций появляются новые «проблемы», которые нам и будущим поколениям людей ещё предстоит решить! Но путь, который был проделан с момента написание Чарльзом Дарвином всемирно известного труда поистине огромен и поражает воображение!

Список использованной в подготовке литературы и источников:

· Борисов Н. М., Воробьев Ф. Ю., Гиляров А. М., Еськов К. Ю., Журавлев А. Ю., Марков А. В., Оскольский А. А., Петров П. Н., Шипунов А. Б. Доказательства эволюции //Под редакцией А.В. Маркова. – 2010 г.

· Марков А.В., Наймарк Е.Б. Эволюция. Классические идеи в свете новых открытий //АСТ. – 2014.

· https://www.youtube.com/channel/UCPG3IrNGOZqV15yljzwTiaQ

· https://www.youtube.com/channel/UCSaVoRErW4kqKsDqExs2MXA