Недарвиновские теории эволюции

Есть примеры  – и достаточно многочисленные –  противоположной тенденции, когда  биологические виды неотличимы друг от друга (виды-близнецы). Ясно, что противоречия между биологическим и типологическим видом в теории неустранимы, хотя на практике в каждом отдельном случае находится удовлетворяющее таксономистов решение.

Сходная проблема возникает и в эволюции высших таксонов. Здесь тоже можно создать  непротиворечивую систематику (по крайней мере, теоретически) но она порождает больше проблем, чем разрешает. Примером подобной системы является система кладистическая.

На классификации  биологических объектов сильно сказалась  методологическая установка, зародившаяся в 50-е годы и получившая название кладистика. Согласно традиционным принципам, крупная таксономическая категория, например, ранга класса или типа, характеризуется ароморфозом - важным преобразованием, определяющим экологическую нишу группы. Например, класс птицы обязан своим возникновением преобразованию передних хватательных конечностей в крылья (араморфоз) и характерные черты перестройки скелета и внутренних органов птиц легко выводятся как приспособления (адаптации) к полету. Кладисты же исследуют не ароморфозы, а точки ветвления родословного дерева. При этом приспособительное значение признаков, определяющих группу, не принимается во внимание. "К адаптивным признакам кладист относится зачастую как к ненужному и даже вредному балласту, затушевывающему истинные родственные отношения, которые устанавливаются с тем большей вероятностью, чем меньшее адаптивное значение они имеют" (Мирабдуллаев, 1994). Кладистический анализ - это анализ последовательности ветвлений родословного дерева. Птицы - дочерняя ветвь текодонтных рептилий и ближайшими их соседями из ныне живущих (до предшествующей точки ветвления) являются крокодилы. Согласно традициям ортодоксальной кладистики, сестринские группировки, возникшие в результате ветвления, должны иметь одинаковый ранг, следовательно, крокодилы, как и птицы, должны считаться классом, а вся ветвь текодонтов - как минимум, надклассом.

Итак, если сестринским  ветвям придавать одинаковый ранг, то можно построить непротиворечивую систематику. Однако на практике это  будет означать признание одинаковой скорости эволюции в сестринских  группах, равного его качества. Совершенно очевидно, что это слишком жёсткое допущение. Однако однозначно оценить качество эволюции тоже невозможно, следовательно, субъективный элемент в классическом ранжировании таксонов сохраняется.

Если посмотреть под этим углом зрения на систематику низших эукариот, то получается сходная картина. Многоклеточные животные - признанное царство, но возникли они много позже эвгленовых. Следует ли эвгленовых тоже считать царством?  
 

Начала  систематики: лестница существ. 

Первую античную схему упорядоченности живых организмов мы находим у Аристотеля. Он выделяет пять ступеней организации природных объектов: минералы, растения, неподвижные животные, животные без крови (сюда входили нынешние членистоногие), животные с кровью (нынешние позвоночные). Наибольшее развитие подобная система находит в концепции "лестницы существ", развитой в XVIII в.

Эта идея лежит  в русле философских воззрений  Лейбница – одного из создателей интегрального  и дифференциального счисления, подарившего человечеству умозрительный мир бесконечно малых величин. Так же, как бесконечно малые точки в своей совокупности образуют непрерывную линию, так и всё сущее состоит из бесконечно малых телец – монад. И все объекты нашего мира можно расположить в непрерывной последовательности от частицы праха до бога. "Все существа образуют одну общую цепь, в которой различные классы подобно звеньям цепи, до такой степени связаны между собой, что ни рассудку, ни воображению невозможно найти такого места, где бы один из них начинался или кончался: все пограничные виды должны иметь признаки, равно приложимые и к соседним видам. Поэтому-то существование зоофитов, или животно-растений не представляет ничего странного, но, напротив, является соответствующим общему порядку природы." (Лейбниц).

Наиболее полно "лестница существ" разработана  Ш. Боннэ. Вот как описывает его  взгляды Ф.А. Дворядкин: "В основе её лежат ряды монад, начальная ступень  представлена царством минералов; над  ними слизистые водоросли и плесени  образуют переход к растениям, высшие из них сменяются полипами, образующими уже средние формы между растениями и животными; затем следуют черви, размножающиеся отпрысками, насекомые, моллюски, рыбы, амфибии, птицы, четвероногие, двуногие, как переход к орангутангу и человеку, которые, по мнению Бонне, представляют две разновидности одного вида. Завершается эта лестница духами и ангелами, обитающими на других планетах" . Очень красивая теория.

Исторически первым учёным, сознательно поставившим  перед собой задачу создания биологической  системы, был Карл Линней. Из школьного курса биологии известно, что дело это хорошее, но система его искусственная , так как естественная система есть система историческая. Линней создал систему и появился объект для критики. Но ругать Линнея за искусственность системы стали ещё в XVIII в., когда исторических (филогенетических) построений не было. Просто было ясно, что осёл ближе к лошади, чем к слону, и желательно такого рода близость зафиксировать в системе – тогда она станет естественной.

"Лестница  существ" предполагает, что существует непрерывный ряд форм живых существ от самых простых до самых совершенных. Возможно, таков замысел Творца. Тогда существа, стоящие на соседних ступеньках или общих пролётах образуют естественные таксоны.

В начале XIX в. накопление новых сравнительно-анатомических данных и их осмысление приводят ведущих естествоиспытателей к критике "лестницы существ". Эта критика была двоякой.

С одной стороны, появились первые эволюционные теории. Важно уяснить, что эволюционная идея могла опираться только на существование непрерывности всего ряда жизненных форм. Эту концепцию будем называть холистической (от греч. holos — весь, целый). Приняв эволюционную концепцию, биологи придут к ветвящейся лестнице.

С другой стороны, сравнительно-анатомический материал доказывал существование немногих планов строения животных, между которыми нет никаких переходных форм, например – позвоночные, насекомые, морские звёзды. Декларирование дискретности, разделённости живых существ на несколько несводимых группировок организмов назовём типологической концепцией. Приняв типологическую платформу, биологи придут ко множеству несвязанных друг с другом лестниц.

Трансформизм

Ко второй половине XVIII века набирает силу новое религиозное  течение – деизм. Согласно нему, Творец создал мир, который далее развивается по собственным законам, бог уже ни во что не вмешивается. В республиканской Франции деизм претендовал на роль официальной государственной религии. Как раз в эти времена Франция являлась центром интеллектуальной жизни Европы. Именно здесь и возник трансформизм – учение о том, что первичные формы, появившиеся в момент создания мира, далее видоизменялись, хотя и в ограниченных пределах. Если Линней считал виды неизменными (nulla species novae – нет новых видов), но признавал возможность появления новых разновидностей при попадании растения в иные условия, то трансформисты считали изначально возникшими рода или семейства, а виды, подобно разновидностям у Линнея, уже могли значительно отклоняться от предковых форм. Таковы взгляды французских энциклопедистов (Дидро, Гольбах).

Наиболее полную трансформистскую теорию излагал  Бюффон. Земля, как и другие планеты – это сгустки солнечного вещества, вырванные из тела светила при столкновении с кометой около сотни тысяч лет назад. Планеты остывают, сжимаются и на их поверхности появляются складки – горы. Полюса остывают первыми, на них выпадает влага и в первых морях появляется примитивная жизнь – из первичных монад. Остывание продолжается, моря становятся крупнее, движутся к экватору, а с ними – животные и растения, которые видоизменяются на новых местах. В конце концов суша разделяется океанами на отдельные материки. Сухопутные животные – потомки ракушек и рыб, человек – видоизменённая обезьяна. Хотя школьная традиция предписывает считать первым эволюционистом Ламарка, идеи Бюффона более логичны, последовательны, гармоничны и близки к современным взглядам, а главное – Бюффона современники читали с много и с удовольствием, а про ламаркову гипотезу толком узнали через полвека после её создания.

Жили когда-то, точнее, в эпоху наполеоновских войн, три друга-француза, в будущем  ставших великими биологами: Ламарк, Кювье и Жоффруа Сент-Илер. Как  вспоминал один из них, "…мы не садились обедать, не сделав два-три  открытия". Позже они стали  непримиримыми противниками.

Ламарк создал эволюционную теорию. Однако он отошёл от традиционного понимания лестницы существ как прямой линии совершенствования, а допускал ветвление и расхождение эволюционных линий. Он же внёс выдающийся вклад в систематику растений и беспозвоночных животных .

Кювье – отец палеонтологии. Казалось бы, что человек, открывший и осмысливший мир ископаемых животных, должен был стать эволюционистом, но вышло наоборот. Именно Кювье выделил четыре неродственных типа животных и стал главой типологической школы . Создание учения о планах строения было крупнейшим вкладом в биологическую науку XIX в. Следует отметить, что понятие плана строения оказало на систематику гораздо большее влияние, чем эволюционная теория. Именно план строения является истинным стержнем биологической системы и в настоящее время. К сожалению, это слишком специальная область биологии, которую невозможно изложить популярно.

Жоффруа Сент-Илер явился одним из создателей сравнительной анатомии животных. В конце жизни он предпринял безуспешную попытку создания единого плана строения животных .

В 1830 г. состоялся  публичный многомесячный диспут между Кювье и Сент-Илером (Ламарк умер годом раньше), в ходе которого холизм потерпел поражение. Идея единства органического мира была отброшена, а вместе с ней и идея эволюции жизни. Даже крупные эмбриологи, такие как К.М. Бэр и Г. Ратке, обнаружившие сходство в развитии ранних зародышей разных типов животных, оставались на позициях типологии. Именно в эмбриологии развитие плана строения проявлялось во всей его простоте и законченности.

В это же время (конец XVIII – начало XIX в.) Германии развивается  новое философское течение, возглавляемое "романтиками" - (в первую очередь  Шеллингом) и диалектиками (Фихте  и Гегель), базирующееся на идее развития природы в целом. Любопытно, что эта философия, не опирающаяся на научные данные, а попросту высосанная из пальца, оказалась верной в своей основе и предвосхитила переворот в миропонимании, совершённый Лайелем и Дарвином. Позже она разовьётся в диалектический материализм.

Клеточная теория

Итак, на некоторое  время целостность живого была утрачена. Единство органического мира было восстановлено  на базе неожиданного открытия – клетки, точнее того, что все живое имеет  клеточное строене.

Мир невидимых глазом существ открыл Антуан Левенгук . Было это в Голландии, в петровские по нашим историческим меткам времена. Левенгук, пивовар и суконщик, был неутомимым изобретателем, наблюдателем, но отнюдь не аналитиком. В XVIII веке анималькули ("зверюшки") Левенгука воспринимались действительно как зверюшки, только маленькие. Философы того времени, опьяненные созданием исчисления бесконечно малых величин, считали, что любой объект можно бесконечно уменьшать без потери сложности. И посейчас широко тиражируется рисунок сперматозоида, в головке которого сидит готовый человечек. Внутри сперматозоида человечек, в сперматозоидах которого человечки со сперматозоидами и так до бесконечности . 

Привычный нам  микроскоп - с зеркалом, подсветкой, предметным столиком и микровинтом создал Р.Гук. Именно Гук впервые увидел клетку на срезе пробки, описал её и дал название - cell, (cellula) . Однако микроскопы того времени давали очень большую сферическую и хроматическую аберрацию - оптические искажения, сильно размывавшие контуры предметов. После теоретических работ Эйлера (вторая половина XVIII в.) были созданы совершенные оптические приборы, в том числе микроскопы, лишённые аберраций. Это обеспечило прогресс в области техники исследования микромира. В Европе возникли две мощных школы микроскопистов – Яна Пуркине в Австро-Венгрии и Мюллера в Германии. В них были разработаны совершенные методики изготовления тонких срезов и окраски микроскопических препаратов. То, что мы сейчас называем клетками, было известно и хорошо изучено, но шоры типологии не давали возможности правильно интерпретировать это знание. Ян  Пуркине специально рассмотрел вопрос, чем "клеточки" растений отличаются от "зёрнышек" животных.

В 1833 случайно встретившиеся в пивной два молодых  человека – начинающий ботаник Шлейден и начинающий зоолог Шванн , разговорившись, неожиданно  обнаружили сходную организацию в тех препаратах, которые они порознь наблюдали. Шванн, проявив удивительную настойчивость и трудолюбие, провёл серию наблюдений и в 1939 г. опубликовал труд "Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений", положивший начало клеточной теории.

Учение о  том, что все живые существа состоят  из клеток, сходных по своей внутренней организации, становится признанной научной  теорией к середине XIX в. В 1843-1985 гг. К. Зибольд раскрыл одноклеточную природу простейших. До него биологи всерьёз занимались описанием желудков у инфузорий. Именно здесь, в мире одноклеточных, терялись границы между животными и растениями. Завершениием создания клеточной теории следует считать работы Вирхова, доказавшего, что каждая клетка происходит от другой клетки (любопытно, что Шванну удалось объединить клетки животных и растений обнаружением сходства их происхождения из межклеточного вещества - ещё один пример того, как на основании абсолютно неверных данных строится правильная теория).