Антон Витовтов

Чарльз Дарвин был хорошо знаком со многими трудностями своей теории происхождения видов. Но, как он сам пишет, многие затруднения и противоречия представляются вполне разрешимыми. В частности, в своей книге он изложил решение некоторых из них. Конечно, с развитием современной биологии многие пробелы в теории восполнились за счёт либо новых технологий, либо более глубоким и масштабным анализом данных. Но всё же, некоторые затруднения сохранились до сих пор; более того: появились новые проблемы, связанные с получением новых данных. Большая часть затруднений вполне разрешима на сегодняшний день.

Возникает и следующий вопрос: относятся ли возражения против теории естественного отбора к её трудностям? Можно ли объединить главы 6 и 7, в которых Дарвин проделывает подобную работу по истолкованию проблемных мест теории? На мой взгляд, в те времена «трудности» представлялись действительно Трудностями, поскольку полное решение многих из них представилось только сейчас, с использованием современных данных. Ну а на многие возражения автор мог ответить и в те дни. Но попытаемся же рассмотреть эти возражения и ответы на них с современной точки зрения.

Было бы пустой тратой времени разбирать все существующие возражения «так как многие из них были сделаны авторами, которые не дали себе труда понять сам предмет». В качестве примера приводится суждение о несовершенстве существующих форм, в то время как в «Происхождении видов» говорится о максимальной текущей совершенности видов для данных условий. В данной работе сохранён порядок изложения. Это делается с целью сохранения логической структуры рассуждений самого автора.

Первое рассматриваемое возражение – долговечность. Оппонентами предполагается, что одна из главных целей эволюционного процесса – придать организму как можно большую индивидуальную продолжительность жизни. По моему мнению, в этом суждении скрыт большой антропоцентрический мотив: личное стремление человека к продлению своей жизни перелагается на другие виды. Здесь заложено непонимание вечности жизни с биологической и физической точки зрения. Зачем продлять жизнь существу в дикой природе? Это может быть необходимо только для преодоления неблагоприятных сезонных факторов, таких, как засуха, мороз или отсутствие пищи. В естественных же условиях, организм погибает от естественных причин – хищников, болезней, и необходимости в продолжении его жизни не существует. К тому же, со временем происходит накопление мутаций в гаметах, что может негативно сказываться на численности здорового потомства. В организме различных живых существ (включая человека), не существует систем, останавливающих рост и развитие большинства клеток. Неконтролируемая программа роста и развития исключает возможность переключения клетки на путь репарации повреждений генома и аутолизиса повреждённых белков, что подтверждает существования сигнального пути mTOR (серин-треониновой киназы, зависимой от ростовых факторов и нутриентов).

Гораздо более выгодным оказывается способ выживания не организма, а его генов. Лучше затратить ресурсы на скорейшее созревание и максимальное распространение генов в популяции и на большей территории. Для одно- и двулетних растений способом сохранения генов является оставление устойчивых к сезонным переменам семян, для насекомых – яиц и куколок. Таким образом, долговечность не зависит от положения вида на эволюционной лестнице.

Другой аргумент – о том, что те Древнеегипетские животные, о которых мы знаем из папирусов, не изменились за последние 3-4 тысячи лет. Как мы теперь знаем, и как предполагал Ч. Дарвин, Египет представляет собой весьма стабильную в климатическом и геологическом плане зону в Северной Африке. А нет изменчивости условий обитания – значит, нет и предпосылок для эволюционного процесса.

Немецкий палеонтолог Бронн утверждает, что отдельные виды никогда не отличаются друг от друга единственным признаком, но всегда многими; и он спрашивает, почему многие части организации модифицировались одновременно путем вариации и естественного отбора? Здесь не существует никакой необходимости предполагать, что какие-либо «части организации» модифицировались одновременно. На самом же деле, многие признаки фенотипа (в т.ч. поведение и инстинкты) могут быть подвержены влиянию других. Сейчас, это подтверждается феноменом сцепленного наследования генов. Для примера можно взять породы различных домашних животных, в частности – бойцовую и бройлерную породу кур. Отбор здесь проводился в различных, но не противоположных направлениях, что, тем не менее, повлияло на агрессивность птиц по-разному. Зачастую, мы не можем судить о том, чем же руководствовались заводчики-селекционеры, создавая ту, либо иную породу. Но многие признаки тем или иным образом влияют на другие.

Дарвин полагал, что гораздо более серьезное возражение было выставлено также и Брока (Вгоса), а именно, что многие признаки кажутся

не приносящими никакой пользы их обладателям, и потому они не могли

испытывать на себе влияния естественного отбора. Он указывает,

например, на длину ушей и хвостов у различных видов зайцев и мышей,

сложные складки эмали на зубах многих животных и на множество аналогичных примеров. Для нас сейчас эти возражения не кажутся существенными, так как мы сейчас знаем, что уши у зайцев служат для терморегуляции, что необходимо для животных, имеющих сильную теплоизоляцию и периодически совершающих огромные затраты энергии на бег (необходимо куда-либо сбрасывать излишки тепла). В холодный же период, сосуды ушных раковин сужаются, что способствует сохранению тепла. Разница в длине хвоста у грызунов объясняется их способом передвижения. Так, полевым мышам, которым необходимо как можно быстрее скрываться в норах, не выгодно иметь длинный хвост, который, цепляясь, может служить препятствием для ускользания животного от хищников. Длинный хвост характерен для лесных грызунов. Я наблюдал не раз, как мыши-малютки (Micromys minutus) используют свой хвост для того, чтобы карабкаться по веткам кустов и невысоких растений, для того, чтобы доставать до плодов и семян. В частности, я заметил, как небольшая группа из 4-6 грызунов использует свои хвосты для «подстраховки»: они обвивают ими мелкие ветки, свешиваются с них до нижних ветвей на хвосте и цепляются за них, спускаясь вниз успешным образом.

Применительно к растениям этот вопрос был разобран Негели. Он признает, что естественный отбор сделал многое, но настаивает на том, что семейства растений отличаются друг от друга главным образом морфологическими признаками, которые, по-видимому, совершенно неважны для благополучия видов. Поэтому он верит в прирожденную наклонность к прогрессивному и более совершенному развитию. Он указывает на расположение клеток в тканях и листьев на осевых частях как на примеры, в которых естественный отбор не мог действовать. К этому можно прибавить также число частей цветка, положение семяпочек, форму семян, когда она не приносит никакой пользы при их рассеивании, и т. д.

Подобное предположение в наши дни кажется абсолютно неверным. Есть доказательства, что даже самые мизерные новоприобретения возникают под влиянием естественного отбора и обусловлены им. Но иногда, многочисленные морфологические изменения в растениях могут обуславливаться сцепленным наследованием некоторых признаков, либо морфологическим влиянием одних органов на другие посредством гормонов, либо физического воздействия. Негели предполагает, к примеру, бессмысленность в различии цветков орхидей. Дарвин лишь предполагает, но мы можем сейчас имеем доказательства того, что морфология цветка орхидных влияет на его опыление насекомыми, путем их привлечения. Так, цветки некоторых орхидных (Ophrys sp., Caladenia sp.) настолько похожи на насекомых, что вызывают так называемое сексуальное привлечение опылителей. Существует также и цветковая мимикрия, которая, вкупе с обманом неопытных опылителей может служить основным средством для привлечения насекомых к цветам в местах их обитания.

Другим примером может служить гетероморфность цветков на одном и том же растении и частный её случай – гетеростилия, явление разницы в длине тычинок и пестиков на одном растении. В те времена не существовало достоверного описания причин такого явления. Сейчас ясно, что это происходит для создания препятствий к сомоопылению растения. Отсутствие самоопыления приводит к перекрёстному опылению, что приводит к появлению гетерозигот. «Неблагоприобретённые» признаки не сохраняются, вредные мутации исчезают, полезные доминантные – сохранятся и передаются в ряду поколений.

Но некоторые явления в растительном мире не находили тогда своего объяснения. К примеру, возникновение на одном и том же растении цветков с разными осями симметрии (4 и 5 членные цветы сирени), либо листьев с другой морфологией (3 и 4-«листный» клевер). Данные изменения вызываются соматическими мутациями в апикальных ростовых клетках, и не передаются в ряду поколений, а возникают спонтанно. Ввиду того, что растения способны размножаться вегетативно, такие мутации могут быть сохранены селекционерами в виде отдельных частей растения, скрещиваемых и прививаемых на другие. Так, существуют сейчас сорта сирени с махровыми (более чем 5 членными цветами), и декоративный клевер с 4-мя листками красного цвета (гиперэкспрессия каротиноидов и антоцианов).

Некоторые же оппоненты, такие, например натуралист Майварт считали «что естественный отбор не может объяснить начальных стадий полезных черт органов».

Этот вопрос тесно связан с проблемой постепенной градации признаков, при которой происходит резкая смена функции органов. Таким образом возникли, например, примитивные подобия лёгких у двоякодышащих рыб. Это произошло благодаря единичным мутациям, позволившим рыбам, живущим в бедных кислородом водах, заглатывать порции воздуха и адсорбировать из него кислород, в то время, как сосудистая сеть пузыря у многих других рыб служит для выделения газов в него, а не абсорбции. Причём, я могу проследить здесь две ветви эволюции: одни рыбы приспособились использовать пузырь, как средство для повышения плавучести при возрастающей массе, пузырь практически полностью отделился от связи с пищеводом; другая ветвь представляет собой рыб, которым приходится постоянно или периодически находиться в местах, лишенных кислорода. Плавательный пузырь их сохранил связь с пищеводом, превратившись в дыхательный мешок. Две ветви, две морфологии, две успешных формы существования.

Многие возражения, в том числе и приведённые в этой главе несущественны и не требуют много места для опровержения. Часто, они делаются некомпетентными персонами, а многие обыватели не в силах их расшифровать. Таков пример с вопросом о том, почему же страусы не «научились» летать. На самом же деле, нетрудно представить себе ту массу пищи для столь массивной птицы, необходимую для обеспечения столь энергозатратного процесса как полёт. Трудность добывания пищи в местах обитания страусов с лихвой компенсируется отсутствием способности к полёту и возможностью быстрого бега для защиты от хищников.

У многих животных «умственные способности» развиты слабо, что было подмечено оппонентами теории. Ими же сформулирован вопрос об эволюционных преимуществах «умных над глупыми». Несомненно, в пределах вида развитые умственные способности могут означать успешность особи, к примеру, в половом отборе. Но в межвидовой конкуренции всё не так просто. Виды с развитой способностью к аналитической деятельности и памяти обладают, как правило, большим размером мозга, который, как мы теперь знаем, является одним из органов, требующих максимального снабжения энергией в виде питательных веществ. Следовательно, таким организмам требуется больше пищи, чем другим – в этом один из минусов. К тому же мыслительный процесс требует затрат времени, в то время как у других видов подобные шаблоны поведения (инстинкты) врождённые. Пока один из видов выбирает себе из имеющего разнообразия наиболее питательные источники питания, другой обзаводится более крепким желудком. Пока один вид строит укрытия для того, чтобы избежать смерти зимой, другой откладывает побольше яиц. Пока другой решает, как обороняться от хищников, другой наращивает мускулатуру ног и интенсивно размножается. Итак, существует два пути эволюционного развития с этой точки зрения. Но, как мы видим, можно «упражнять» только лишь один орган - мозг, чтобы получить преимущества других видов, используя факторы среды. Таков, к примеру путь эволюции человека. Таков и ответ на вопрос о том, почему обезьяна не стала такой же умной, как и человек. Многие приматы являются наиболее совершенными и приспособленными видами для своих мест обитания. И покуда среда неизменна, эволюционный процесс замедлен. Эволюционные предшественники Homo sapiens вынуждены были столкнуться с локально изменёнными факторами среды, что послужило толчком для развития их мозга, в то время как многие приматы оставались в неизменных условиях. Стремление человека к расселению для привлечения новых факторов среды стимулировало всё большее и большее развитие мозга. Я полагаю, что в этом случае наблюдается процесс с положительной обратной связью в автоэволюции человека. Итак: первоначальное локальное изменение среды – толчок к развитию мозга – расселение в новую среду – использование факторов новой среды – расселение в несвойственные для группы условия – поиск наилучших условий – ещё большее развитие мозга. А обезьяны как жили себе в лесу, так и живут. Таким образом, становится ясным, почему же обезьяны не сталь так же умны, как и люди. Дарвин же считает «бесполезным останавливаться на этом вопросе», так как «никто не может разрешить даже более простой вопрос о том, «почему из двух рас дикарей одна достигла более высокой степени цивилизации, нежели другая, а это, очевидно, предполагает увеличение способностей мозга». Подобные утверждения в настоящее время могли бы быть признаны расистскими.

Другое возражение Майварта сводится к невозможности закрепления признаков у насекомых, подражающих объектам (в том числе и живым) в их среде обитания - мимикрии. Майварт предполагает, что если существуют какие-либо образования на теле организма, помогающие ему скрываться в среде обитания, то они должны были возникнуть путём появления небольших, меньших образований, полезность которых для организма сомнительна, и они не смогли бы закрепиться в ряду поколений, т.к. «разбавились» бы другими признаками. Здесь скрыто три большие ошибки. Во-первых, признаки наследуются дискретно, что подтверждается законами Менделя, разбавления не происходит (Дарвина до конца жизни мучил кошмар Дженкина). Во-вторых, многие насекомые изначально похожи на неживые объекты в их среде обитания (палочки, камни, несъедобные животные). Любое, даже самое мизерное отклонение в полезную сторону служит преимуществом в маскировке и выживаемости. В-третьих, часто возникновение новых признаков происходит не в мелких масштабах, а в крупных, т.е. признаки не приобретаются по крупицам (возникновение дополнительных усиков, щетинок – дискретные явления). Это не следует путать с возникновением сложных органов, обладающих, как мы знаем сейчас морфологической и функциональной дискретностью.

Приведу здесь два возражения, касающиеся возникновения, казалось бы, дискретных морфологических приобретений.

Первое из них – возникновение китового уса гренландского кита. Как же могло получить начало столь полезное развитие китового уса в ходе естественного отбора? Можно предположить, что первоначально, предки китообразных имели некое подобие фильтрующих бугорков, наблюдаемых сегодня у гусеобразных и утиных.

Становится понятным, что приобретение, подобное такому у водоплавающих птиц, становится малополезным в открытом океане для столь крупного существа, как кит. Для того, чтобы получить столь большую массу пищи, необходим более совершенный фильтрующий аппарат, и он был создан посредством возрастающего удлинения пра-щетинок посредством эволюционного процесса.

Другое возражение касается проблемы возникновения камбалообразных рыб. Какое же начальное изменение должны были приобрести рыбы для столь коренного изменения в образе жизни и анатомии? Ведь случайные мутации у одной рыбы (плавание на боку на дне) могут оказаться летальными для неё ввиду, например, постоянного раздражения одного глаза, жаберной крышки и плавника.

Основополагающие находки были сделаны в процессе наблюдения за эмбриональным развитием этих рыб. Было выяснено, что на ранних стадиях развития, камбалы ничем ни отличаются от других мальков. Затем, у них начинаются изменения, которые могут быть приняты за патологию: особи легко утомляются, плавают хвостом вверх и часто ложатся на дно. Ранее предполагалось, что перемещение глаза на другую сторону головы происходит благодаря тому, что глаз проходит сквозь череп насквозь. Это было опровергнуто дальнейшими наблюдениями, показавшими, что в то время, когда молодая особь ложится на дно, её «нижний глаз» поворачивается наверх на угол до 70 градусов, чтобы появилась возможность с помощью него совершать обзор поверхности через полупрозрачные хрящи черепа. Такие движения вызывают постепенные изменения в молодом хряще, что вызывает перемещение глазницы наверх. Как это видно на рисунке, рот рыбы не претерпевает значительных изменений, что связано с возможностью его использования и в вертикальном положении.

Таким образом, возникновение сложной морфологии камбалы появилось в ответ на патологию её двигательно-вестибулярной системы, как абсурдно бы это не звучало. Мальки с подобной патологией должны были вымирать в ходе процесса естественного отбора, если бы только не имели приобретений, обуславливающих их развитие в жизнеспособных камбалообразных предков.

Мы рассмотрели здесь лишь малую долю от возражений, когда-либо возникавших у оппонентов теории естественного отбора. Для рассмотрения основополагающих проблем мы брали частные примеры. Но рассмотрение каждого случая с разных позиций позволило нам дать новые, иногда даже неожиданные решения, способные служить прецедентом в решении новых затруднений и похожих примеров. Целью данной работы явилось сопоставить описание материалов, предложенных Чарльзом Дарвином и материалов, полученных для тех же частных примеров с помощью современных методов. Толкование данных производилось на основе современных представлений о естественном отборе.

Хочется верить, что со временем найдётся такой наглядный пример, который не вызовет сомнений и повергнет на землю торжествующих своим самодурством безграмотных глашатаев тёмного, но божественного неведения. Сейчас имеется столько доказательств эволюционного процесса, а теория столь тщательно разработана, что у большинства надлежаще образованных граждан она не вызывает сомнений. Думается, что мало возможное обнаружение жизни в других мирах (например подо льдом Европы) и развивающейся там в процессе эволюции подтолкнёт их к мысли о справедливости существовавших теорий. Если только такие люди останутся к тому времени на земле. Тогда только и наступит торжество разума на Земле.