Айзек Азимов - Краткая история биологии. От алхимии до генетики
Глава 6 Эволюция
Естественный отборУченым, который открыл научному миру эволюционный механизм, был английский натуралист Чарлз Роберт Дарвин (1809—1882), внук Эразма Дарвина, упомянутого выше.
В молодости Дарвин пытался изучать медицину, а позже подумывал о посвящении в церковный сан; однако ни в том, ни в другом не преуспел. Его единственной страстью было естествознание, натуральная история — увлечение, которое переросло в глубокий научный интерес. В 1831 г. он отправился на корабле «Бигль» в кругосветное плавание с научной экспедицией, где ему было предложено место натуралиста.
Это путешествие заняло пять лет, и, хотя во время плавания Дарвин испытывал приступы страшной морской болезни, кругосветка сделала из него гениального натуралиста. В истории биологии, благодаря ему, путешествие на «Бигле» также стало самой знаменитой исследовательской экспедицией.
Дарвин был почитателем геологических изысканий Льеля и имел научное представление об истории Земли и геологии. Во время путешествия он не мог не отметить сменяемости видов — каждый из последующих видов слегка отличался от вытесненного — вдоль побережья Южной Америки по направлению к югу.
Наиболее впечатлили его наблюдения за животным миром Галапагосских островов во время пятинедельного пребывания на них. В частности, Дарвин изучал группу птиц рода, до сих пор так и именуемого дарвиновским вьюрком. Представители этого рода делятся на 14 различных видов и все обитают на малоизвестной группе островов неподалеку от побережья Эквадора. Было бы странным предположить, что все 14 видов были «созданы» только для этих островов.
Дарвин обнаружил, что материковые виды вьюрка колонизировали остров задолго до современных ему лет и что постепенно последующие поколения тех вьюрков разделились на близкие друг другу виды. Некоторые виды специализировались на определенных семенах то одного, то другого сорта; третьи начали специализироваться на поедании насекомых. И у каждого вида постепенно развились своя форма клюва, свой размер тела, своя особая схема организации. На материке первобытный вьюрок не дифференцировался, поскольку испытывал пресс конкуренции со стороны других птиц отличных родов. На Галапагосах пришельцы нашли пустые ниши обитания.
Однако на один вопрос ответа не было. Что вызвало такие эволюционные изменения? Что сделало вьюрков из растительноядных насекомоядными? Дарвин не мог воспринять ламаркианского предположения, что птицы «попробовали» насекомых, им понравилось и они передали эту особенность своему потомству. К несчастью, другого ответа у Дарвина не нашлось.
В 1838 г., два года спустя после возвращения в Англию, Дарвин случайно прочел научный труд, названный «Эссе о принципах формирования народонаселения», написанный 40 годами ранее английским экономистом Томасом Робертом Мальтусом (1766 — 1834). В своей книге тот утверждал, что народонаселение всегда растет быстрее, чем производство питания, и что численность населения саморегулируется либо голодом, либо болезнями, либо войнами.
Дарвин предположил, что те же принципы приложимы к другим формам жизни. Та часть популяции, которая погибает, являет собой естественный отсев в результате борьбы за пищу. К примеру, первые вьюрки на Галапагосах бесконтрольно размножались и вскоре превысили в потреблении возможный урожай семян. Начался голод. И возможно, какие-то вьюрки попробовали есть более крупные семена или начали глотать насекомых. Те, которые не усвоили новых привычек, были обречены на голод и вымирание.
Другими словами, слепой пресс окружающей среды стал агентом формирования новых видов и каждый вид отличался от другого и от общего предка. Как говорится, сама природа выбирает выживших — это и есть естественный отбор.
Далее Дарвин наблюдал, каким образом происходят необходимые изменения. С целью изучить влияние искусственного отбора он начал разводить голубей и обнаружил в потомстве небольшие отклонения внешних признаков: вариации по размеру, цвету, привычкам. Избирая направленно одну или другую особенность, можно было производить селекцию голубей. Таким же образом выводили наилучшие породы овец, лошадей, рогатого скота, странные и причудливые породы собак и аквариумных рыбок.
Природа на определенных этапах заменяла человека и в течение более длительного периода в своих целях «выводила» породы — то есть приспосабливала виды к меняющимся условиям среды.
Дарвин изучил также «половую селекцию», при которой самка выбирала наиболее полноценного самца. Ученый отметил рудиментарность некоторых составных частей скелета, на основе этого доказал принадлежность, например, китов — к млекопитающим, основываясь на оставшихся костях задних конечностей, а змей — к позвоночным пресмыкающимся, когда-то ходившим на четырех конечностях.
Дарвин бесконечно дополнял и совершенствовал свою теорию и набор аргументов в ее пользу. В 1844 г. на основе собранных фактов он начал писать научный труд.
Тем временем на Дальнем Востоке другой английский натуралист, Альфред Рассел Уэллес, рассматривал ту же проблему. Как и Дарвин, он провел множество времени за собиранием фактов, включая путешествие в Южную Америку между 1848-м и 1852 гг. В 1854 г., побывав на Малайском архипелаге и в Восточной Индии, он был поражен различием между видами млекопитающих Азии и Австралии. Позже он провел по карте линию, разделяющую эти два зоогеографичес-ких региона. Эта линия, называемая его именем, проходит по глубоководному каналу, разделяющему острова Борнео и Целебес.
Уэллесу было ясно, что австралийские виды млекопитающих более примитивны, чем азиатские. Почему они сохранились на Австралийском континенте в неприкосновенности? Уэллес предположил, что Австралийский континент отделился и отдрейфовал от общего когда-то материка до того, как азиатские виды претерпели эволюцию. Страдая от приступов болезни, Уэллес в два дня письменно изложил свои предположения и отослал их на суд Дарвина. Дарвин был поражен как ударом молнии общностью теорий своей и Уэллеса. В 1858 г. и труд Уэллеса, и выводы Дарвина были опубликованы в «Журнале изысканий Линнеевского общества».
В следующем году Дарвин опубликовал свою книгу «О происхождении видов путем естественного отбора, или Сохранение избранных рас в борьбе за выживание». Обычно этот труд известен как «Происхождение видов».
Ученый мир с нетерпением ожидал этот труд. Поначалу было опубликовано всего 1250 копий, и все расхватаны в одночасье. И в наше время этот труд не потерял своей актуальности.
Борьба ученых умов вокруг эволюцииБез сомнения, «Происхождение видов» стала наиболее важной книгой в истории биологии. Множество ветвей науки вдруг стали вновь актуальными и исполненными значения с точки зрения эволюции путем естественного отбора. Концепция сделала рациональными все собранные данные по таксономии, эмбриологии, сравнительной анатомии, палеонтологии. Биология в целом стала не просто собранием фактов; она стала организованной наукой, базирующейся на широкой и очень полезной теории.
Однако приняли труд и концепцию Дарвина не все, и не все принявшие — сразу. Особенно много обвинений посыпалось со стороны почитателей буквы и слова Библии - было невозможно принять сразу, что мир и человечество созданы не Богом. Даже среди людей нерелигиозных появилось немало противников предположения, что все сущее — результат слепого и неодухотворенного случая.
Английский зоолог Ричард Оуэн (1804 — 1892), лидер оппозиции, был одновременно последователем Кювье в его науке восстановления вымерших животных по ископаемым останкам. Он сопротивлялся не просто концепции эволюции, но мысли, что избранные живут на планете по воле случая. Он считал, что должна быть какая-то внутренняя воля Природы.
Обычно Дарвин сам не отстаивал своих теорий. Однако английский биолог Томас Генри Гексли (1825— 1895) взял на себя роль его защитника. Гексли, кроме того, что был блестящим популяризатором науки, наводил ужас на противников своим талантом оратора. Он сам себя именовал «дарвиновским бульдогом».
Поначалу дарвинизм не был принят во Франции, однако Германия в целом восприняла идеи ученого. Немецкий натуралист Эрнст Генрих Геккель (1834-1919) был сторонником Дарвина. Он увидел в развивающемся эмбрионе виртуальную сжатую модель эволюции. К примеру, млекопитающие начинают Жизнь в виде единственной клетки, как и простейшие, затем развиваются в двуслойные организмы, подобные медузе, затем уже — в трехслойные, как какой-нибудь примитивный червь. В ходе последующего развития эмбрион млекопитающего вырабатывает, а затем теряет хорду, потом приобретает и теряет структуры, характерные для рыб. С этой точки зрения Геккель имел оппонента в лице эмбриолога Байера, который пришел к тем же выводам, но не принял дарвинизма. Современные биологи также не принимают выводы и концепцию Геккеля как единственно верную картину хода эволюции.
