Переход от концепций трансформации видов к идее эволюции
Начиная с середины XVIII века, концепции трансформизма получили широкое распространение. Их было множество, и различались они представлениями о том, какие таксоны[1] и каким образом могут претерпевать качественные преобразования. Наиболее распространенной была точка зрения, в соответствии с которой виды остаются неизменными, а разновидности могут изменяться. Так считал шведский натуралист Карл Линней (1707-1778). Наряду с такой точкой зрения существовала и другая, допускавшая трансформацию самих видов. Ее придерживался французский естествоиспытатель Жорж Бюффон (1707-1788). Допущение изменчивости видов в ограниченных пределах под воздействием внешних условий, гибридизации и прочего характерно для целого ряда трансформистов XVIII века.
Трансформизм - это полуэмпирическая позиция, построенная на основе обобщения большого числа фактов, свидетельствовавших о наличии глубинных взаимосвязей между видами, родами и другими таксонами. Но сущность этих глубинных взаимосвязей пока еще не была понята. Попытка познания такой сущности и означала переход от трансформизма к эволюционизму, который произошел в биологии на рубеже XVIII-XIX веков.
Многие идеалистически настроенные естествоиспытатели связывали перспективы биологического познания именно с ориентацией на внематериальные факторы. Материалистическая конструктивная линия в этом вопросе на рубеже XVIII-XIX веков была выражена деизмом.
Деизм - это воззрение, согласно которому Бог, сотворив мир, не принимает в нем какого-либо участия и не вмешивается в закономерное течение его событий.
Большой вклад в проведение материализма под оболочкой деизма в методологию биологического познания внес французский биолог Жан Батист Ламарк (1744 - 1829). Он считал совершенно различными два процесса: творение и производство. Творение нового - это божественный акт, производство - естественный закономерный процесс порождения природой новых форм.
Не случайно, что именно Ламарк был одним из тех первых естествоиспытателей, которые перевели идею эволюции органического мира на уровень теории эволюции. В Германии в начале XIX века убежденным сторонником представления об эволюции живой природы из бесформенной материи выступал естествоиспытатель Готфрид Тревиранус (1776 - 1837).
«Идея развития выступила тем конструктивно-организующим началом, которое ориентировало накопление эмпирических и теоретико-методологических предпосылок теории эволюции».[2] В ходе конкретизации этой идеи был построен ряд важных теоретических гипотез, развивавших различные принципы, подходы к теории эволюции.
К самым значительным гипотезам относятся:
- ламаркизм;
- катастрофизм;
- униформизм.
Ламаркизм
Ж.Б. Ламарк первый предложил развернутую концепцию эволюции органического мира. Предпосылкой создания этой концепции явился тот колоссальный эмпирический материал, который был накоплен в биологии к началу XIX века, систематизирован в искусственных системах, зачатках естественной систематики.
Базой ламарковской концепции эволюции послужили следующие важные фактические обстоятельства: наличие в систематике разновидностей, которые занимают промежуточное положение между двумя видами; изменение видовых форм при переходе их в иные экологические и географические условия; трудности классификации близких видов и наличие в природе большого количества так называемых сомнительных видов, факты гибридизации особенно отдаленной и даже межвидовой; обнаружение ископаемых форм; изменения, претерпеваемые животными при их одомашнивании, а растениями при их окультивировании и др.
Синтезируя все эти эмпирические и теоретические компоненты, Ламарк сформулировал гипотезу эволюции, базирующуюся на следующих принципах:
- принцип градации (стремление к совершенству, к повышению организации);
- принцип прямого приспособления к условиям внешней среды, который в свою очередь, конкретизировался в двух законах:
- изменение органов под влиянием продолжительного упражнения (неупражнения) сообразно новым потребностям и привычкам;
- наследование приобретенных изменений новым поколением.
Согласно этой теории, современные виды живых существ произошли от ранее живших путем приспособления, обусловленного их стремлением лучше гармонизировать с окружающей средой. Например, жираф, доставая растущие на высоком дереве листья, вытягивал свою шею, и это вытягивание было унаследовано его потомками.
«Хотя эволюционная концепция Ламарка казалась его современникам надуманной и мало кем разделялась, тем не менее, она носила новаторский характер, была первой обстоятельной попыткой решения проблемы эволюции органических форм».[3]
Главная теоретико-методологическая трудность, стоявшая перед Ламарком, заключалась в воспроизведении диалектического взаимодействия внешнего и внутреннего, организма и среды. Эту проблему ему решить не удалось. В результате внешний и внутренний факторы эволюции в его концепции трактовались независимо друг от друга. Кроме того, Ламарк опирался на ряд исходных допущений, которые упрощали сам подход к проблеме: отождествление наследственной изменчивости и приспособления организма; историческая неизменяемость факторов эволюции и др.
В начале XIX века наука еще не располагала достаточным материалом для того, чтобы ответить на вопрос о происхождении видов, иначе, как предвосхищая будущее, пророчествуя о нем. Первым таким пророком и стал Ламарк.
Катастрофизм
Иным образом конкретизировалась идея развития в учении катастрофизма. Его сторонниками были французский палеонтолог Жорж Кювье (1769-1832), швейцарский естествоиспытатель Жан Агассис (1807-1873), английский геолог Адам Седжвик (1785-1873) и другие. Здесь идея биологической эволюции выступала как производная от более общей идеи развития глобальных геологических процессов. Если Ламарк старался своей деистической позицией отодвинуть роль божественного творчества, отгородить органический мир от вмешательства творца, то катастрофисты, наоборот, приближают бога к природе, непосредственно вводят в свою концепцию представление о прямом божественном вмешательстве в ход природных процессов. Катастрофизм есть такая разновидность гипотез органической эволюции, в которой прогресс органических форм объясняется через признание неизменяемости отдельных биологических видов. В этом и состоит главное своеобразие данной концепции.
В системе эмпирических предпосылок катастрофизма можно указать следующие: отсутствие палеонтологических связей между исторически сменяющими друг друга флорами и фаунами; существование резких перерывов между смежными геологическим слоями; отсутствие переходных форм между современными и ископаемыми видами; малая изменяемость видов на протяжении культурной истории человечества; устойчивость, стабильность современных видов; редкость случаев образования межвидовых гибридов; обнаружение обширных излияний лавы; обнаружение смены земных отложений морскими и наоборот; наличие целых серий перевернутых пластов, существование трещин в пластах и глубинных разломов коры. «Длительность существования Земли в начале XIX века оценивалась примерно в сто тысяч лет - таким относительно небольшим сроком трудно объяснить эволюцию органических форм».[4]
Главный принцип катастрофизма раскрывался в представлениях о внезапности катастроф, о крайне неравномерной скорости процессов преобразования поверхности Земли, о том, что история Земли есть процесс периодической смены одного типа геологических изменений другими, причем между сменяющими друг друга периодами нет никакой закономерной, преемственной связи, как нет ее между факторами, вызывающими эти процессы. По отношению к органической эволюции эти положения конкретизировались в двух принципах: принцип коренных качественных изменений органического мира в результате катастроф и принцип прогрессивного восхождения органических форм после очередной катастрофы.
К концепции катастрофизма в отечественной литературе долгое время относились снисходительно, как к чему-то наивному, устаревшему и полностью ошибочному. Тем не менее, значение этой концепции в истории геологии, палеонтологии и биологии велико. Катастрофизм способствовал развитию стратиграфии[5], связыванию истории развития геологического и биологического миров, введению представления о неравномерности темпов преобразования поверхности Земли и др. В исторической геологии и палеонтологии не потеряло своего значения и само понятие «катастрофа»: современная наука также не отрицает геологических катастроф.
Униформизм
В XVIII - первой половине XIX века шотландским натуралистом Джеймсом Геттоном (1726-1797), английским естествоиспытателем Чарльзом Лайелем (1797-1875), русским ученым Михаилом Васильевичем Ломоносовым (1711-1765) и другими была обстоятельно разработана концепция униформизма. «Если катастрофизм в теории развития Земли отказывался от научного исследования закономерностей и причин древних геологических процессов, то униформизм, наоборот, выдвигает принцип познаваемости истории Земли и органического мира».[6] Униформисты выступали против катастрофизма, критикуя прежде всего неопределенность представления о причинах катастроф.
Ядром униформизма являлся актуалистический метод, который, по замыслу его основоположников (прежде всего Ч. Лайеля), должен был стать ключом для познания древних геологических процессов. Актуалистический метод предполагал преемственность прошлого и настоящего, тождественность современных и древних геологических процессов. По характеру современных геологических процессов можно с определенной степенью приближения описать закономерности древних процессов, в том числе и образование горных пород. Вместе с тем сам Лайель систематически применял актуалистический метод лишь к неживой природе, а в области органических процессов он делал серьезные уступки катастрофизму, допуская возможность актов божественного творения органических форм.
К эмпирическим предпосылкам концепции униформизма следует отнести: установление того, что возраст Земли намного больше, чем предполагали катастрофисты; способность рек прорезать глубокие ущелья в пластах лавы; установление причинной связи между вулканизмом и тектоническими нарушениями; факты медленных, без катастроф поднятий суши (в частности, островов) и др.
Униформизм опирался на следующие теоретические принципы: однообразие действующих факторов и законов природы, их неизменяемость на протяжении истории Земли; непрерывность действия факторов и законов, отсутствие всяческих переворотов, скачков в истории Земли; суммирование мелких отклонений в течение громадных периодов времени; потенциальная обратимость явлений и отрицание прогресса в развитии.
Тем не менее, униформизм являлся достаточно ограниченной теорией развития: сведя развитие к цикличности, он не видел в нем необратимости. С точки зрения сторонников униформизма, Земля не развивается в определенном направлении, она просто изменяется случайным, бессвязным образом.
Дарвиновская революция. Теория естественного отбора
И ламаркизм, и катастрофизм, и униформизм - гипотезы, которые были необходимыми звеньями в цепи развития предпосылок теории естественного отбора, промежуточными формами конкретизации идеи эволюции. Эмпирические предпосылки эволюционной теории обусловливались всем ходом развития палеонтологии, эмбриологии, сравнительной анатомии, систематики, физиологии и других наук во второй половине XVIII - первой половине XIX века.
Английский естествоиспытатель Чарльз Дарвин (1809-1892) в создании своей эволюционной теории опирался на колоссальный эмпирический материал, собранный как его предшественниками, так и им самим в ходе путешествий, прежде всего кругосветного путешествия на корабле «Бигль». Основные эмпирические обобщения, наталкивающие на идею эволюции органических форм, Дарвин привел в работе «Происхождение видов» (1859). В своем творчестве он опирался на представление, сформировавшееся в недрах униформизма, о полной познаваемости закономерностей развития природы, возможности их объяснения на основе доступных для наблюдения сил, факторов, процессов.
«Свою теорию Дарвин строит на придании принципиального значения таким давно известным до него фактам, как наследственность и изменчивость».[7] От них отталкивался и Ламарк, непосредственно связывая эти два понятия представлением о приспособлении. Приспособительная изменчивость передается по наследству и приводит к образованию новых видов - такова основная идея Ламарка. Дарвин понимал, что непосредственно связывать наследственность, изменчивость и приспособляемость нельзя. В цепь наследственность - изменчивость Дарвин вводил два звена.
Первое звено связано с понятием «борьба за существование», определяющим тот факт, что каждый вид производит больше особей, чем их выживает до взрослого состояния; среднее количество взрослых особей находится примерно на одном уровне; каждая особь в течение своей жизнедеятельности взаимодействует с биотическими[8] и абиотическими факторами среды.[9]
Определенная изменчивость (адаптивная модификация) - способность всех особей одного и того же вида в определенных условиях внешней среды одинаковым образом реагировать на эти условия (климат, пищу и др.). По современным представлениям адаптивные модификации не наследуются и потому не могут поставлять материал для органической эволюции.
Неопределенная изменчивость (мутация) предполагает существование изменений в организме, которые происходят в самых различных направлениях. Неопределенная изменчивость в отличие от определенной носит наследственный характер, и незначительные отличия в первом поколении усиливаются в последующих. Дарвин подчеркивал, что решающую роль в эволюции играют именно неопределенные изменения.
Второе звено, отличающее теорию эволюции Дарвина от ламаркизма, состоит в представлении о естественном отборе как механизме, который позволяет выбраковывать ненужные формы и образовывать новые виды. Успехи селекционной практики послужили той главной эмпирической базой, которая привела к появлению теории Дарвина. Прямых доказательств естественного отбора у Дарвина не было. Вывод о существовании естественного отбора он делал по аналогии с отбором искусственным, осуществляемым человеком.
Таким образом, дарвиновская теория эволюции опирается на следующие принципы: борьбы за существование; наследственности и изменчивости; естественного отбора. Эти принципы являются краеугольным основанием научной биологии.
Таким образом, Ч. Дарвин довел до завершения процесс поиска способов конкретизации идеи эволюции, создал первую фундаментальную теорию в биологии - теорию естественного отбора.
[1] Таксон - подразделение биологической систематики
[2] Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. - М.: Гардарики. - 2002 - с. 212
[3] Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. - М.: Гардарики. - 2002 - с. 214
[4] Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. - М.: Гардарики. - 2002 - с. 215
[5] Стратиграфия - раздел геологии, изучающий последовательность формирования геологических тел и их первоначальные пространственные взаимоотношения
[6] Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. - М.: Гардарики. - 2002 - с. 217
[7] Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. - М.: Культура и спорт, ЮНИТИ. - 1997 - с. 223
[8] Биотические факторы среды - совокупность влияний, оказываемых на организмы жизнедеятельностью других организмов.
[9] Абиотические факторы среды - совокупности условий неорганической среды, влияющих на организмы. Они делятся на химические, физические, космические, геолого-географические, климатические и др.