Некоторые проблемы эволюции. Причина эволюции. Проблема времени

Чарлз Хэпгуд. Путь полюса. Глава 12. Некоторые проблемы эволюции 

В предыдущих главах мы рассмотрели массу свидетельств о смещениях земной коры через сравнительно короткие промежутки времени в течение истории Земли. Сейчас мы увидим, что это предположение проливает некоторый свет на процесс эволюции.
 

Причина эволюции.
 
Столетие назад в "Происхождении видов" Дарвин предположил, что естественный отбор является механизмом, объясняющим эволюцию. Сочетание естественных вариаций с устранением непригодных особей в конкурентной борьбе за существование помогло объяснить процесс бесконечного постепенного изменения форм жизни. Дарвин не считал, что это был полный ответ. Он признал, например, что не может объяснить многочисленные случаи одновременного вымирания многих форм жизни по всему миру, особенно в тех случаях, когда очевидно вымерших форм не было конкурентов или преемников. Биологи сегодня согласны с тем, что эволюция имела место, но они также считают, что этот процесс не получил удовлетворительного объяснения.

Так, доктор Баргхорн из Гарварда недавно сослался на "наше ограниченное понимание действительных причин эволюции", процитировав доктора Джорджа Гейлорд Симпсона, автора популярной книги "Значение эволюции", который отмечает, что "поиски причины эволюции были прекращены" (книга "Путь полюса" была издана в 1970 году). В настоящее время наблюдается тенденция к тому, что специалисты признают большое количество взаимодействующих факторов, которые в совокупности могут в некотором приближении объяснять эволюцию, хотя их относительная важность не согласована. Эта ситуация не исключает вероятности существования путаницы из-за отсутствия ещё одного фактора, который пока все еще отсутствует - фактор, который, будучи добавленным, позволит должным образом сфокусироваться на других.

Проблема времени (сравнить с материалом = )

Хотя со времен Дарвина ни один биолог не ставил под сомнение основной факт эволюции, с естественным отбором возникли многочисленные трудности. Хотя Дарвин мог представить доказательства изменений, происходящих в разновидностях растений и животных в результате искусственного селекционного размножения, он был не в состоянии показать, как даже в искусственных условиях такие изменения могут привести к появлению новых видов. В последнее время, возможно, был достигнут некоторый прогресс в решении этой проблемы, но к концу девятнадцатого века дарвиновское объяснение механизма эволюции было в значительной степени отвергнуто. Естественный отбор стал рассматриваться многими биологами главным образом как негативный фактор, способный устранять неприспособленные вариации, но не создавать новые виды.

На рубеже веков внимание эволюционистов было обращено к мутации, внезапному изменению наследственных характеристик, вызванному изменением основных генетических факторов. Один из первых мутационистов, Хьюго де Фриз, полагал, что крупномасштабная мутация может привести к появлению нового вида за один шаг. Многие эволюционисты тогда приняли мутацию и отказались от естественного отбора как объяснения эволюции.

Однако это не положило конец спорам. Неодарвинистская школа, придерживающаяся теории естественного отбора, выдвинула серьезные возражения против теории эволюции, основанной на массовых мутациях. Они настаивали, во-первых, на том, что разные растения или животные отличаются друг от друга большим количеством второстепенных признаков, а не несколькими основными. Это означало, что потребовалось бы очень много мутаций, и что эти мутации должны были бы происходить у одного и того же объекта или в одной и той же линии происхождения. Тот факт, что мутация, по-видимому, является совершенно случайным процессом, делает математические шансы на совпадение множества мутаций у одного индивидуума или в одной линии индивидуумов совершенно невероятными.

Но это была далеко не единственная трудность. Антимутационисты могли бы возразить, что, поскольку мутации являются результатом чисто случайных изменений наследственных факторов и не возникают в ответ на потребности, создаваемые окружающей средой, то большинство мутаций оказывались бы положительно вредными или, по крайней мере, отрицательными и не оказали бы никакого влияния на адаптацию организма к окружающей среде. Только случайная мутация, возникающая время от времени, может помочь организму выжить. Мутационисты не смогли доказать существование какого-либо принципа, по которому мутации были бы адаптивными; это происходит в результате усилий организма адаптироваться к окружающей среде. Некоторые недавние эксперименты показывают, что такая адаптивная мутация может происходить, возможно, в особых и редких условиях, но все еще нельзя доказать, что адаптация путем мутации была важным фактором эволюции.

Мутационисты установили, что незначительные мутации встречаются часто и даже могут быть вызваны искусственно; поэтому эволюционисты приняли их, но они считали их просто еще одним способом объяснения возникновения вариаций. Закон естественного отбора по-прежнему был бы необходим для устранения вредных мутаций, которые составляли бы подавляющее большинство всех мутаций. Какое-то время казалось, что таким образом был получен ответ на основной вопрос эволюции.

Вскоре выяснилось, что это далеко не так. Признание дарвинистами мутаций как фактора эволюции не решило проблему. Со временем стало ясно, что главная трудность остается. Внимание было сосредоточено на том, с какой скоростью мутации и естественный отбор могут эффективно изменять формы жизни. Математические исследования показали, что, согласно теории, такие изменения будут происходить настолько медленно, что даже длительные геологические эпохи не дадут достаточного времени для эволюции. Профессор Додсон высказал свои соображения:

"В природе ни мутация, ни отбор обычно не происходят поодиночке, и поэтому они будут действовать одновременно, возможно, в одном направлении, а возможно, и в противоположных направлениях.... Чаще всего отбор будет работать против мутации, поскольку большинство возможных мутаций являются вредными. Это приведет к очень медленным изменениям, если они вообще произойдут".
И далее:
"По-видимому, при мягком давлении отбора, без помощи каких-либо других факторов, чрезвычайно трудно установить новый доминантный ген у вида".
 
Под "мягким давлением отбора" Додсон понимает те условия конкуренции между формами жизни, на которые указывал Дарвин; то есть конкуренцию, которая продолжается постоянно. Он предполагает, что для эволюционных изменений должно было действовать какое-то более сильное воздействие.

После обсуждения математических расчетов Холдейна, указывающих на астрономическое число поколений, которые могут потребоваться для изменения растения или животного под влиянием умеренного давления отбора, Додсон цитирует Добжанского (лидера неодарвинистской школы), чтобы объяснить их значение:

"Однако число поколений, необходимых для изменения, может быть настолько огромным, что эффективность одного только отбора как эволюционного фактора может быть поставлена под сомнение, и это даже с учетом времени в геологическом масштабе".
 
Таким образом, проблема сформулирована четко: это проблема времени. Необходимо найти какой-то способ объяснить, как естественный отбор мог действовать в достаточно быстром темпе, чтобы объяснить эволюцию. Требуется фактор ускорения.
Некоторые авторы, когда увидели, что эволюцию невозможно объяснить даже с учетом огромного количества времени, доступного в рамках современных представлений о продолжительности геологических периодов, почувствовали необходимость вернуться к мистическим объяснениям. Такие авторы, как Дю Ноуи, пришли к выводу, что эволюция была бы совершенно немыслима, если бы ее ход не был заранее определен господствующим влиянием космического замысла. Для этих авторов конечная цель эволюции должна быть активной управляющей силой всего процесса. В основе своей этот процесс может быть понят только как прямое следствие и свидетельство воли Божьей.

Другое решение было предложено Ричардом Гольдшмидтом, который стал лидером антидарвинистов. Он вновь акцентировал внимание на основных или макромутациях. По выражению Додсона:

"Гольдшмидт считает, что неодарвинистская теория возлагает слишком большое бремя на естественный отбор, и, следовательно, работа отбора должна быть сокращена другим процессом, а именно систематической мутацией".
 
Под "систематической мутацией" понимается мутация, которая изменяет не просто отдельный признак организма, а целый комплекс признаков, то есть изменяет основной принцип биологической системы. Большое преимущество теории Гольдшмидта заключается в том, что она может значительно сократить количество "генов", необходимых для учета особенностей одного индивидуума. Согласно современным концепциям генетики, например, для учета всех признаков плодовой мушки Drosophila melanogaster может потребоваться от 5000 до 15000 "генов", в то время как для человека может потребоваться до 120 000.

Большинство современных авторов, пишущих об эволюции, считают, что аргументы Гольдшмидта в пользу макромутаций опровергнуты. Я не могу высказать свое мнение по этому профессиональному вопросу. Но, с моей точки зрения, самое важное в теории Гольдшмидта заключается в том, что он разработал ее в попытке выиграть время для процесса эволюции, ускорить его, чтобы количество эволюционных изменений в формах жизни можно было привести в приблизительное соответствие с имеющимся количеством геологического времени. Отказ от его теории, если этот отказ действительно основан на здравых соображениях, означает, что необходимо найти другой фактор, объясняющий темпы эволюции.

obfervatorium.ru