Современные представления о закономерностях эволюции. Современные представления о механизмах и закономерностях эволюции. Возникновение и развитие СТЭ

эволюция естественный отбор популяция

Синтетическая теория в её нынешнем виде образовалась в результате переосмысления ряда положений классического дарвинизма с позиций генетики начала XX века. После переоткрытия законов Менделя (в 1901 г.), доказательства дискретной природы наследственности и особенно после создания теоретической популяционной генетики трудами Рональда Фишера, Джона Б. С. Холдейна-младшего и Сьюэла Райта, учение Дарвина приобрело прочный генетический фундамент.

Статья С. С. Четверикова «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики» (1926) по сути стала ядром будущей синтетической теории эволюции и основой для дальнейшего синтеза дарвинизма и генетики. В этой статье Четвериков показал совместимость принципов генетики с теорией естественного отбора и заложил основы эволюционной генетики. Главная эволюционная публикация С. С. Четверикова была переведена на английский язык в лаборатории Дж. Холдейна, но никогда не была опубликована за рубежом. В работах Дж. Холдейна, Н. В. Тимофеева-Ресовского иФ. Г. Добржанского идеи, выраженные С. С. Четвериковым, распространились на Запад, где почти одновременно Р. Фишер высказал очень сходные взгляды о эволюции доминантности.

Толчок к развитию синтетической теории дала гипотеза о рецессивности новых генов. Говоря языком генетики второй половиныXX века, эта гипотеза предполагала, что в каждой воспроизводящейся группе организмов во время созревания гамет в результате ошибок при репликации ДНК постоянно возникают мутации -- новые варианты генов.

Влияние генов на строение и функции организма плейотропно: каждый ген участвует в определении нескольких признаков. С другой стороны, каждый признак зависит от многих генов; генетики называют это явление генетической полимерией признаков. Фишер говорит о том, что плейотропия и полимерия отражают взаимодействие генов, благодаря которому внешнее проявление каждого гена зависит от его генетического окружения.

Поэтому рекомбинация, порождая всё новые генные сочетания, в конце концов создает для данной мутации такое генное окружение, которое позволяет мутации проявиться в фенотипе особи-носителя. Так мутация попадает под действие естественного отбора, отбор уничтожает сочетания генов, затрудняющие жизнь и размножение организмов в данной среде, и сохраняет нейтральные и выгодные сочетания, которые подвергаются дальнейшему размножению, рекомбинации и тестированию отбором. Причем отбираются прежде всего такие генные комбинации, которые способствуют благоприятному и одновременно устойчивому фенотипическому выражению изначально мало заметных мутаций, за счет чего эти мутантные гены постепенно становятся доминантными. Эта идея нашла выражение в труде Р. Фишера. Таким образом, сущность синтетической теории составляет преимущественное размножение определённых генотипов и передача их потомкам. В вопросе об источнике генетического разнообразия синтетическая теория признает главную роль за рекомбинацией генов. Считают, что эволюционный акт состоялся, когда отбор сохранил генное сочетание, нетипичное для предшествующей истории вида.

Осуществление эволюции необходимо наличие трёх процессов:

• 1. мутационного, генерирующего новые варианты генов с малым фенотипическим выражением;
• 2. рекомбинационного, создающего новые фенотипы особей;
• 3. селекционного, определяющего соответствие этих фенотипов данным условиям обитания или произрастания.

Все сторонники синтетической теории признают участие в эволюции трёх перечисленных факторов.

Важной предпосылкой для возникновения новой теории эволюции явилась книга английского генетика, математика и биохимика Дж. Б. С. Холдейна-младшего, издавшего её в 1932 году под названием. Холдейн, создавая генетику индивидуального развития, сразу же включил новую науку в решение проблем макроэволюции.

Крупные эволюционные новшества очень часто возникают на основе неотении (сохранение ювенильных признаков у взрослого организма). Неотенией Холдейн объяснял происхождение человека («голая обезьяна»), эволюцию таких крупных таксонов, какграптолиты и фораминиферы. В 1933 году учитель Четверикова Н. К. Кольцов показал, что неотения в животном царстве широко распространена и играет важную роль в прогрессивной эволюции. Она ведет к морфологическому упрощению, но при этом сохраняется богатство генотипа.

Практически во всех историко-научных моделях 1937 год был назван годом возникновения СТЭ -- в этом году появилась книга русско-американского генетика и энтомолога-систематика Ф. Г. Добржанского. Успех книги Добржанского определялся тем, что он был одновременно натуралистом и экспериментальным генетиком. «Двойная специализация Добржанского позволила ему первому перебросить твёрдый мост от лагеря экспериментальных биологов к лагерю натуралистов» (Э. Майр).

Впервые было сформулировано важнейшее понятие об «изолирующих механизмах эволюции» -- тех репродуктивных барьерах, которые отделяют генофонд одного вида от генофондов других видов. Добржанский ввёл в широкий научный оборот полузабытое уравнение Харди-Вайнберга. Он также внедрил в натуралистический материал «эффект С. Райта», полагая, что микрогеографические расы возникают под воздействием случайных изменений частот генов в малых изолятах, то есть адаптивно-нейтральным путём.

Современная теория эволюции построена по теории Дарвина, поэтому ее называют неодарвинизмом . Главной заслугой Дарвина было установление механизма эволюции, состоящего в естественном отборе организмов, наиболее приспособленных к внешним условиям, и постепенном накоплении приобретенных признаков. То, что эти признаки не рассеиваются в последующих поколениях, было объяснено дискретным наследованием генов по законам Менделя - австрийского естествоиспытателя, основоположника учения о наследственности

Кроме естественного отбора, безусловно, одного из важнейших факторов эволюции, ученые называли и другие. В качестве одного из них выступает случайность . Источниками изменчивости служат случайные генные или хромосомные мутации. Особенно важную роль играют случайные процессы в маленьких популяциях. Фактически каждое поколениепотомков содержит выборку из генов, имевшихся в предыдущем поколении. Если скрещивающаяся популяция невелика, то частоты некоторых генов могут внезапно изменится за одно или несколько поколений. Такое изменение частоты генов называют генетическим дрейфом.

К факторам эволюции можно отнести и взаимопомощь, и кооперацию , которую выделил русский князь, геолог П. А. Кропоткин, наблюдая перемещения больших масс животных в Восточной Сибири.

Идеи Дарвина широко обсуждались - частично из-за неточностей в определении и понимании терминов (наследственность и приспособляемость), частично из-за неправильного истолкования этих слов последователями учения. Кроме того, естественный отбор должен был занимать достаточно большие промежутки времени.

Итак, самым слабым местом в учении Дарвина были представления о наследственности, которые подвергались серьезной критике. В то время ученые, в том числе и Дарвин еще не знали законов наследования признаков. Правда, известно было, что иногда признаки могут проявляться не во всех поколениях подряд. Полагали, однако, что наследственность в целом основана на принципе смешивания, за исключением отдельных случаев. Например, у какого то растения могут быть либо белые, либо красные цветки. При механизме смешивания у гибрида цветки должны быть розовыми. Во многих случаях так и бывает.

Анализируя механизм усреднения признаков, британский инженер и физик Ф. Дженкин, в 1867 на основании строгих математических выкладок доказал, что в случае усреднения признаков при скрещивании естественный отбор не работает, а появившиеся новые признаки со временем исчезнут. Дарвин так и не нашел убедительного опровержения его доказательства и всю жизнь его преследовал этот "кошмар Дженкинса".

И лишь возникновение генетики дало возможность опровергнуть возражение Дженкинса. Генетика помогла дарвинизму, объяснив, что появившийся признак не может исчезнуть, т.к наследственный аппарат сохраняет случайно возникшее в нем, подобно тому, как сохраняются опечатки в книгах при их воспроизводстве.

В 30-е годы XX века американский генетик Сьюалл Райт и английский биолог Берден Холдейн, исследовав генетические процессы, происходящие внутри вида и завершающиеся образованием разновидностей, приводящих потом к появлению нового вида, сформировали учение о микро эволюции и пришли к выводу, что генетика может служить фундаментом дарвиновской идее.

Свой вклад в исследование генотипической изменчивости в конце 60-х годов ХХ века внесли русские ученые Н. В. Тимофеев-Ресовский, Н. Н. Воронцов, А. В. Яблоков. В их теории эволюции элементарной единицей является популяция, а для возникновения стойких эволюционных сдвигов требуется действие не менее четырех эволюционных факторов: мутаций, флуктуаций численности особей ("волны жизни"), изоляции и естественного отбора.

Мутации - поставляют элементарный эволюционный материал, но сами мутации еще не обеспечивают эволюцию, поскольку происходят в разных направлениях и могут привести к разрушению приобретенного. Новый вид может начаться в случае мутации, давшей репродукционную изоляцию за один скачок. Возникшие особи называют полиплоидными , они могут размножаться сами по себе, но не могут скрещиваться со своими нормальными родичами и потому оказываются репродуктивно изолированными от них.

Изоляция - тоже важный фактор эволюции, она может быть пространственной, сезонной и пр.

Флуктуации численности - также происходят в разных направлениях и не придают определенного направления наследственным преобразованиям.

Естественный отбор - выступает в двух формах: движущей и стабилизирующей. Движущий отбор производит закономерное изменение популяций в определенном направлении, а стабилизирующий - совершенствует процессы индивидуального развития особей, не меняя признаков организмов.

По общему мнению ученых эволюция - это медленный процесс, мутантные гены возникают редко и еще реже оказываются благоприятней уже существующих. Сейчас многие эволюционисты считают, что у некоторых видов эволюция происходит по типу "прерывистого равновесия", т.е. долгое время виды практически не изменяются или частоты разных генов остаются вблизи некоторого положения равновесия, определяемого общими селективными факторами. Затем происходит какое-то резкое изменение окружающей среды или крупная генетическая мутация, изменяющая генофонд, и за несколько тысяч лет (это быстро в эволюционных масштабах времени) появляется новый вид со своим генетическим равновесием.

Материал для эволюции стохастичен (случаен), но сама она является направленной. Естественный отбор, являясь направляющим фактором, определяет направленное движение биосферы, создание порядка из хаоса.

Современная теория эволюции построена по теории Дарвина, поэтому ее называют неодарвинизмом . Главной заслугой Дарвина было установление механизма эволюции, состоящего в естественном отборе организмов, наиболее приспособленных к внешним условиям, и постепенном накоплении приобретенных признаков. То, что эти признаки не рассеиваются в последующих поколениях, было объяснено дискретным наследованием генов по законам Менделя - австрийского естествоиспытателя, основоположника учения о наследственности

Кроме естественного отбора, безусловно, одного из важнейших факторов эволюции, ученые называли и другие. В качестве одного из них выступает случайность . Источниками изменчивости служат случайные генные или хромосомные мутации. Особенно важную роль играют случайные процессы в маленьких популяциях. Фактически каждое поколение потомков содержит выборку из генов, имевшихся в предыдущем поколении. Если скрещивающаяся популяция невелика, то частоты некоторых генов могут внезапно изменится за одно или несколько поколений. Такое изменение частоты генов называют генетическим дрейфом.

К факторам эволюции можно отнести и взаимопомощь, и кооперацию , которую выделил русский князь, геолог П.А. Кропоткин, наблюдая перемещения больших масс животных в Восточной Сибири.

Идеи Дарвина широко обсуждались - частично из-за неточностей в определении и понимании терминов (наследственность и приспособляемость), частично из-за неправильного истолкования этих слов последователями учения. Кроме того, естественный отбор должен был занимать достаточно большие промежутки времени.

Итак, самым слабым местом в учении Дарвина были представления о наследственности, которые подвергались серьезной критике. В то время ученые, в том числе и Дарвин еще не знали законов наследования признаков. Правда, известно было, что иногда признаки могут проявляться не во всех поколениях подряд. Полагали, однако, что наследственность в целом основана на принципе смешивания, за исключением отдельных случаев. Например, у какого то растения могут быть либо белые, либо красные цветки. При механизме смешивания у гибрида цветки должны быть розовыми. Во многих случаях так и бывает.

Анализируя механизм усреднения признаков, британский инженер и физик Ф. Дженкин, в 1867 на основании строгих математических выкладок доказал, что в случае усреднения признаков при скрещивании естественный отбор не работает, а появившиеся новые признаки со временем исчезнут. Дарвин так и не нашел убедительного опровержения его доказательства и всю жизнь его преследовал этот "кошмар Дженкинса".

И лишь возникновение генетики дало возможность опровергнуть возражение Дженкинса. Генетика помогла дарвинизму, объяснив, что появившийся признак не может исчезнуть, т.к наследственный аппарат сохраняет случайно возникшее в нем, подобно тому, как сохраняются опечатки в книгах при их воспроизводстве.

В 30-е годы XX века американский генетик Сьюалл Райт и английский биолог Берден Холдейн, исследовав генетические процессы, происходящие внутри вида и завершающиеся образованием разновидностей, приводящих потом к появлению нового вида, сформировали учение о микро эволюции и пришли к выводу, что генетика может служить фундаментом дарвиновской идее.

Свой вклад в исследование генотипической изменчивости в конце 60-х годов ХХ века внесли русские ученые Н.В. Тимофеев-Ресовский, Н.Н. Воронцов, А.В. Яблоков. В их теории эволюции элементарной единицей является популяция, а для возникновения стойких эволюционных сдвигов требуется действие не менее четырех эволюционных факторов: мутаций, флуктуаций численности особей ("волны жизни"), изоляции и естественного отбора.

Мутации - поставляют элементарный эволюционный материал, но сами мутации еще не обеспечивают эволюцию, поскольку происходят в разных направлениях и могут привести к разрушению приобретенного. Новый вид может начаться в случае мутации, давшей репродукционную изоляцию за один скачок. Возникшие особи называют полиплоидными , они могут размножаться сами по себе, но не могут скрещиваться со своими нормальными родичами и потому оказываются репродуктивно изолированными от них.

Изоляция - тоже важный фактор эволюции, она может быть пространственной, сезонной и пр.

Флуктуации численности - также происходят в разных направлениях и не придают определенного направления наследственным преобразованиям.

Естественный отбор - выступает в двух формах: движущей и стабилизирующей. Движущий отбор производит закономерное изменение популяций в определенном направлении, а стабилизирующий - совершенствует процессы индивидуального развития особей, не меняя признаков организмов.

По общему мнению ученых эволюция - это медленный процесс, мутантные гены возникают редко и еще реже оказываются благоприятней уже существующих. Сейчас многие эволюционисты считают, что у некоторых видов эволюция происходит по типу "прерывистого равновесия", т.е. долгое время виды практически не изменяются или частоты разных генов остаются вблизи некоторого положения равновесия, определяемого общими селективными факторами. Затем происходит какое-то резкое изменение окружающей среды или крупная генетическая мутация, изменяющая генофонд, и за несколько тысяч лет (это быстро в эволюционных масштабах времени) появляется новый вид со своим генетическим равновесием.

Материал для эволюции стохастичен (случаен), но сама она является направленной. Естественный отбор, являясь направляющим фактором, определяет направленное движение биосферы, создание порядка из хаоса.

Слайд 2

Синтетическая теория эволюции (СТЭ) – современная эволюционная теория, которая является синтезом различных дисциплин, прежде всего, генетики и дарвинизма и опирается на палеонтологию, систематику, молекулярную биологию. Все сторонники синтетической теории признают участие в эволюции трех факторов: Мутационный Рекомбинационный Селекционный синтетическая теория эволюции Генерирующий новые варианты генов Определяющий соответствие данным условиям обитания Создающий новые фенотипы особей

Слайд 3

Синтетическая теория в ее нынешнем виде образовалась: в результате трансформации взглядов Вейсмана в моргановскую хромосомную генетику: приспособительные отличия передаются от родителей потомкам с хромосомами в виде новых генов Вследствии естественного отбора. Происхождение СТЭ

Слайд 4

Развитие СТЭ Толчок к развитию синтетической теории дала гипотеза о рецессивности новых генов. Эта гипотеза предполагала, что в каждой воспроизводящейся группе организмов во время созревания гамет в результате ошибок при репликации ДНК постоянно возникают мутации – новые варианты генов.

Слайд 5

С.С Четвериков И.И. Шмальгаузен Н.В. Тимофеев-Ресовский Г.Ф. Гаузе Н.П.Дубинин А.Л. Тахтаджян Н.К.Кольцов Ф.Г.Добржанский вклад русских ученых в развитие стэ

Слайд 6

Э. Майр Э. Баур В. Циммерман Дж. Симпсон В. Людвиг Р. Фишер Вклад зарубежных ученых в развитие СТЭ

Слайд 7

Вспомните фамилии русских и зарубежных ученых, которые внесли свой вклад в развитие СТЭ

Слайд 8

основные СИНТЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ ПОЛОЖЕНИЯ 1.ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ЕДИНИЦЕЙ ЭВОЛЮЦИИ СЧИТАЕТСЯ ЛОКАЛЬНАЯ ПОПУЛЯЦИЯ; 2. МАТЕРИАЛОМ ДЛЯ ЭВОЛЮЦИИ СЧИТАЕТСЯ МУТАЦИОННАЯ И РЕКОМБИНАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ; 3. ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР РАССМАТРИВАЕТСЯ КАК ГЛАВНАЯ ПРИЧИНА РАЗВИТИЯ АДАПТАЦИЙ, ВИДООБРАЗОВАНИЯ И ПРОИСХОЖДЕНИЯ НАДВИДОВЫХ ТАКСОНОВ; 4. ДРЕЙФ ГЕНОВ И ПРИНЦИП ОСНОВАТЕЛЯ ВЫСТУПАЮТ ПРИЧИНАМИ ФОРМИРОВАНИЯ НЕЙТРАЛЬНЫХ ПРИЗНАКОВ; 5. ВИД ЕСТЬ СИСТЕМА ПОПУЛЯЦИЙ, РЕПРОДУКТИВНО ИЗОЛИРОВАННЫХ ОТ ПОПУЛЯЦИЙ ДРУГИХ ВИДОВ, И КАЖДЫЙ ВИД ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОБОСОБЛЕН; 6. ВИДООБРАЗОВАНИЕ ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В ВОЗНИКНОВЕНИИ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ИЗОЛИРУЮЩИХ МЕХАНИЗМОВ И ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО В УСЛОВИЯХ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИИ.

Слайд 9

Кроссворд "Основные положения СТЭ"

Слайд 10

«Чистый дарвинизм» (Л.С.Берг) Синтетическая теория (Н.И.Воронцов) 1.Все организмы развивались из одной или немногих первичных форм. 2. Развитие шло дивергентно 3. Развитие шло на основе случайных вариаций. 4.Факторами прогресса служат борьба за существование и естественный отбор. 5. Процесс эволюции заключается в образовании новых признаков 6. Вымирание организмов происходит от внешних причин: борьбы за существования и выживание более приспособленных. 1. Наименьшая единица эволюции- популяция. 2. Основным движущим фактором эволюции служит естественный отбор случайных и мелких мутаций. 3. Эволюция носит дивергентный характер. 4. Эволюция носит постепенный и длительный характер. Каждая систематическая единица должна иметь единственный корень. Это обязательное условие для самого права на существование. Эволюционная систематика строит классификацию исходя из родства. За пределами вида эволюция прекращается. Вид политипичен. Изменчивость носит случайный характер. Эволюция непредсказуема. сравнительная характеристика теорий

Слайд 11

найти сходства и различия в основных положениях теорий "чистого дарвинизма" и СТЭ Сходства Различия 1. 2. 3 4 1. 2. 3. 4.

Слайд 12

критика синтетической теории эволюции Синтетическая теория эволюции не вызывает сомнений у большинства биологов. Считается, что эволюция в целом удовлетворительно объясняется этой теорией. Тем не менее за последние два десятилетия возросло число публикаций, в которых отмечается, что СТЭ неадекватна современным знаниям о ходе эволюционного процесса. В качестве одного из наиболее часто критикуемых положений СТЭ можно привести ее подход к объяснению вторичного сходства. 1. По неодарвинизму, все признаки живых существ полностью определяются составом генотипа и характером отбора. Поэтому параллелизм объясняется тем, что организмы унаследовали большое количество одинаковых генов от своего предка, а происхождение конвергентных признаков целиком приписывается действию отбора. Вместе с тем, хорошо известно, что черты сходства, развивающиеся в достаточно удаленных линиях, часто бывают неадаптивны и поэтому не могут быть правдоподобно объяснены ни естественным отбором, ни общим наследованием. Независимое наследование одинаковых генов и их сочетание заведомо исключается, поскольку мутации и рекомбинации – случайные процессы.

Посмотреть все слайды

Современное представление об Эволюции можно сформулировать одной фразой: Эволюция как селекция в ходе Естественного отбора случайных мутаций. Она принадлежит, скорее всего, Жаку Моно, который в своей книге «Случайность и необходимость» (Le Hasard et la N cessit , 1970) рассматривает все формы жизни как результат случайных мутаций (случайность) и дарвиновского отбора (необходимость).

Жизнь на Земле возникла благодаря физическим и химическим реакциям, развивалась в процессе естественного отбора и представляет собой процесс, происходящий в два этапа.

Первый этап — это создание (в результате полового размножения (рекомбинации) мутационного процесса и случайных событий) генетической изменчивости;

Второй этап — упорядочение этой изменчивости путем отбора. Большая часть изменчивости, возникающей на первом этапе, носит случайный характер, в том смысле, что она не вызвана непосредственными потребностями организма или особенностями окружающей его среды и не связана ни с теми, ни с другими.

Второй этап естественного отбора, т.е. собственно отбор — внешний упорядочивающий принцип. В популяции, состоящей из тысяч или миллионов отличающихся друг от друга особей, некоторые будут содержать наборы генов, лучше соответствующие преобладающим в данной местности сочетаниям экологических факторов. Статистическая вероятность выживания и оставления жизнеспособных потомков для таких особей выше, чем для других членов данной популяции.

Раз искусственный отбор оказывается эффективным почти во всех случаях, когда к нему прибегают, то, следовательно, в популяциях имеется генетическая изменчивость буквально по каждому признаку данного организма.

Источником изменчивости являются три типа процессов, имеющих различную значимость и вносящих различный вклад в ожидаемый результат. Вейсманом была высказана мысль о том, что половое размножение, рождая генетическое разнообразие, создает тем самым наиболее значимый материал для Естественного отбора, повышая эволюционный потенциал вида. Большая часть имеющейся в популяциях генетической изменчивости возникает не в результате появляющихся в каждом поколении новых мутаций, а вследствие перетасовки уже накопленных мутаций, происходящей при рекомбинации. Хотя, в конечном счете, источником всей генетической изменчивости служат мутации, они возникают относительно редко. В сущности, для того, чтобы скрытая в популяции изменчивость подвергалась действию отбора на протяжении многих поколений, достаточно одного лишь процесса рекомбинации, без внесения нового генетического материала за счет мутационного процесса.

Жизнь особи начинается со слияния мужской и женской половых (гаплоидных) клеток и образования зиготы, в которой, следовательно, объединены два набора генов разного происхождения — отцовские и материнские. В мейозе отцовские и материнские хромосомы расходятся по двум клеткам случайным образом, и, кроме того, в ходе мейоза они обмениваются своей информацией тоже случайным образом. В результате каждая половая клетка получает уникальный комплект генетической информации наполовину отцовского, а наполовину материнского происхождения. Каждый родитель передает потомку только половину своей генетической информации, выбранную случайным образом. Родословная особи представляет собой дихотомически ветвящееся древо, уходящее в прошлое. Родословные разных особей в популяции переплетены в многомерную сеть. Создается общий генофонд популяции.

Каждая биологическая особь имеет своеобразную двойственную природу, слагаясь из генотипа (полного набора имеющихся у данной особи генов, которые не обязательно проявляются у нее все до единого) и фенотипа (организма, получающегося в результате трансляции генов, содержащихся в генотипе). Каждый данный генотип образует часть генофонда данной популяции; каждый фенотип конкурирует с другими фенотипами за успех в размножении. Этот успех (которым определяется «приспособленность» данной особи) не зависит от каких-то внутренних факторов, а представляет собой результат множественных взаимодействий с врагами, конкурентами, возбудителями заболеваний и другими давлениями отбора. Сочетание этих факторов отбора изменяется в зависимости от времени года, конкретных условий в том или ином году и от географического местоположения.

Эволюцию путем отбора современные научные представления рассматривают не как случайное, не как детерминированное явление; это процесс, состоящий из двух последовательных этапов и совмещающий преимущества явлений того и другого порядка. Как писал один из первых популяционных генетиков Сьюэлл Райт (Sewall Wright): «Дарвиновский процесс непрерывного взаимодействия между случайным и селективным процессами нельзя считать чем-то промежуточным между чистой случайностью и чистым детерминизмом; по своим последствиям он резко отличается в качественном отношении и от одного, и от другого».

Современный взгляд на адаптацию сводится к тому, что внешний мир ставит определенные «проблемы», которые организм должен «решать», и что механизмом, создающим эти решения, служит Эволюция путем Естественного отбора.

Адаптация — это процесс эволюционного изменения, путем которого организм обеспечивает все лучшее и лучшее «решение» поставленной перед ним «проблемы», а конечный результат — это состояние адаптированности.

«Но у всех мутаций есть то общее, что: их информационное содержание не может конкретно направляться какими бы то ни было событиями в окружающей среде; таким образом, никакая мутация не возникает для того, чтобы удовлетворять реальные или воображаемые нужды организма или соответствовать им» (32).

Состояние среды обитания живого организма ни при каких обстоятельствах не может оказывать влияния на процесс адаптации, оно все равно остается случайным.

«Несмотря на очень энергичные и не всегда очень честные попытки это опровергнуть, пока еще нет никаких оснований сомневаться в правильности утверждения, что окружающая среда не способна воздействовать «инструктивно», т. е. что она не способна запечатлевать в генетической системе живых организмов конкретную генетическую информацию» (32).

ГЛАВНАЯ ДОГМА МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ

Главной догмой молекулярной биологии является следующее утверждение: в молекуле ДНК закодирована информация о белках , которые, в свою очередь выступая в роли ферментов, регулируют все химические реакции в живых организмах. Наследуются гены, а не признаки. Признаки или какое бы то ни было свойство организма являются реакцией гена, или, скорее, генов на существующие условия.

Живой организм больше всего похож на крупный химический завод, в котором осуществляется множество химических реакций. На погрузочные платформы поступает сырье, и транспортируются готовые продукты. Где-то в канцелярии — возможно, в виде компьютерных программ — хранятся инструкции по управлению всем заводом. Подобным образом в ядре клетки, «центре управления», хранятся инструкции, управляющие ее химическими процессами. Необходимо подчеркнуть, что современные представления молекулярной биологии основаны на том, что «центр управления» расположен именно в ядре клетки.

Третий Закон равновесной психологии утверждает прямо противоположное: «центр управления» находится в психике организма, а не в его клетке, и генетический материал клетки может быть изменен при наличии потребности в этом организма, а именно потребности в адаптации к условиям жизни. При этом не подвергается сомнению утверждение молекулярной биологии о том, что в ядре клетки хранятся инструкции, которые регулируют все химические реакции в живом организме. Но, с точки зрения равновесной психологии, пока еще недостаточно экспериментального материала, утверждающего, что организм, а именно его «центр управления», не может вносить изменения в свой генетический материал, который на следующем витке жизни будет все так же управлять химическими процессами нового живого организма.

Равновесная психология придерживается классического представления о соотношении между курицей и яйцом, компьютером и перфокартой. Немногие уже помнят, что развитие компьютерной техники начиналось с такого носителя информации, как перфокарта. Это небольшой лист плотного картона, на котором с помощью специальной машины пробиты отверстия, кодирующие последовательность действий компьютера. Фактически это упрощенный вариант музыкальной шкатулки с носителем информации в виде картонного листа, а не металлического диска. Нет никаких сомнений, что именно перфокарта (информация на ней закодированная) управляет всеми действиями столь несовершенного компьютера. Но разве возможно забыть, что при этом рядом с компьютером стоит специальная машина для пробивания отверстий на самой перфокарте.

Молекулярная биология считает, что «цыпленок — это всего лишь способ, каким яйцо создает другое яйцо» (32) . Из этого утверждения следует, что жизнь существует в виде яйца, а не в виде цыпленка, который является промежуточной формой ее существования. И с этим можно было бы согласиться, если бы факты не утверждали прямо противоположное. Отсутствие понимания механизма внешнего воздействия на генетическую информацию еще не позволяет утверждать о его полном отсутствии.

Что же мешает согласиться с главной догмой молекулярной биологии? Рассмотрим эти соображения более детально.

В то же время известно, что на самом деле все организмы эволюционируют примерно с одинаковой скоростью — независимо от размера популяции, причем средняя продолжительность жизни вида составляет несколько миллионов лет, будь то инфузория или слон.

Широко известен и экспериментально доказан факт, что, изменяя температуру окружающей среды, можно изменить пол ожидаемого живого организма, если речь идет о ящерицах, черепахах и крокодилах. Пол зародышей черепах определяется температурой среды: высокая (30° С и выше) и низкая (20 °С и ниже) температуры вызывают развитие самок, а промежуточные температуры (22-28 °С) — самцов.

Этот простейший пример ставит в тупик все доводы молекулярной биологии. Существует прямое воздействие окружающей среды на генетический материал зародыша. О какой адаптации «путем селекции случайных мутаций» может идти речь, если необходимости в селекции в данном случае нет. Безусловно, можно сохранить утверждение молекулярной биологии о том, что и в данном случае реализуется одна из существующих генетических возможностей и нет прямого воздействия температуры на генетический материал и его изменение. Но исчезает понятие случайности выбора одного из имеющихся генетических вариантов, столь важное для генетики. Оно заменяется на понятие единственного и неизменного генетического варианта. Изменение температуры среды приводит и к изменению имеющегося генетического варианта на противоположный. Чтобы не выходить за рамки существующей теории, можно согласиться с тем, что зародыш имеет два варианта генетического материала, один из которых соответствует самцу, другой — самке. Температура среды один из вариантов делает на 100% нежизнеспособным. Нет необходимости утверждать, что изменение температуры приводит к изменению генетического материала и в результате к изменению пола организма. Вполне достаточно утверждения о влиянии температуры на снижение количества вариантов выбора. При этом существуют температуры среды, при которых случайность формирования пола сохраняется.

Если мы ранее упоминали о машине для пробивания перфокарт, то данный пример как раз и демонстрирует, что существует конкретный тип внешнего воздействия, который, если и не пробивает новую перфокарту, то, в любом случае, уничтожает одну из двух имеющихся. Хотя возможен вариант, при котором все же под воздействием температуры происходит реальное изменение соотношения между элементами генетического материала, в этом случае необходимо будет предположить, что генетический материал содержит все необходимые варианты. Конкретная комбинация, которая и определяет пол живого организма, активируется под воздействием параметров внешней среды. Иначе зачем существует теория регуляции активности генов, предложенная Моно и Жакобом в 1961 году и состоящая в том, что в ДНК помимо структурных (информационных) генов есть еще гены-регуляторы, следящие за включением и выключением отдельных генов или их блоков — в зависимости от «метаболических потребностей клетки», как считает молекулярная биология. Но ведь потребности могут быть не только у клетки, но и более высокого уровня. В данном примере — это потребности адаптации.

После того как молекулярные биологи открыли, что существуют не только структурные гены, но и гены-регуляторы, возникли новые эволюционные проблемы. Например, структурные гены шимпанзе и человека удивительно сходны. Не определяется ли различие между ними и нами, главным образом, генами-регуляторами? Существуют ли, кроме того, и какие-то другие типы генов?

В настоящее время развитие генетики все еще находится на начальном этапе и нет возможности с уверенностью отличать генетический материал отдельных видов друг от друга, не говоря уже о возможности различать гены, определяющие половые признаки будущего организма, и исследовать механизм их изменения под воздействием температуры внешней среды.

Это означает, что всем известный тюлень, который вместо ног имеет ласты с пятью пальцами, мог приобрести их только в результате смены среды обитания и исчезновения потребности в использовании конечностей в качестве ног.

«Точно так же мы можем быть уверены, что предок тюленя обладал не ластом, а ногой с пятью пальцами, приспособленными для хождения или хватания». Дарвин

Если представить себе появление ласт как продукта одной из мутаций, речь будет идти не о последствиях смены среды, а о выборе новой среды в результате смены типа конечностей. Придется представить себе, что родился генетический урод, имеющий конечности в том виде, в котором они существуют в настоящее время. От безысходности, независимо от места рождения, он должен был «уползти» в море, поскольку на суше для него больше не было возможности жить. Что является абсурдом.

Можно утверждать, что появление у организма потребности в изменении практики использования органа немедленно приводит к возникновению соответствующей генетической мутации, направленной на модификацию этого органа, а это противоречит официально существующей теории.

«Трансляция генетической информации — это процесс необратимый, и в настоящее время не существует никакого известного или хотя бы мыслимого метода, путем которого в ДНК зародыша могла бы запечатлеться информация, полученная организмом в течение его жизни. Это — главное методическое соображение, из-за которого в наши дни уже никто не верит в возможность эволюции ламаркистского типа». (32).

Смелое утверждение Нобелевского лауреата. Можно в продолжение этого утверждения добавить, что еще никто не верит в возможность варианта эволюции, предлагаемого молекулярной биологией. Современная наука не может предложить для этого случая ничего больше, чем и для случая адаптации меха организма к холоду. Организм не может по своему желанию избавиться от ставшего ему не нужным органа, как и сформировать новый, в котором он нуждается.

Современная генетика уже давно забрела в тупик. Из этого тупика, всеми доступными способами, она пытается помешать другой ветви развития, которая будет отличаться только лишь тем, что обобщения, сделанные для одного гена, не будут повторяться также и для совокупности генов, определяющих отдельную, функционально не зависимую часть живого организма.

Не сложно представить себе один или несколько генов, которые определяют длину и плотность шерсти животного и их возможную генетическую инвариантность в популяции. Это означает, что в пределах одной популяции будут существовать животные с различным качеством меха. В холодной среде выживут животные, имеющие плотный и густой мех, в теплой — имеющие короткий и не плотный. Но разве возможно этот же принцип переносить на функционально независимые части тела живого организма и утверждать, что в популяции существует достаточно вариантов генетической изменчивости, предполагающей существование не только шерсти различных видов, но и отдельных органов организма. Разве может придти в голову утверждение, что ласты у тюленя возникли только в результате отбора из имеющихся генетических вариантов плавающих в воде сухопутных животных, среди которых были представлены различные животные со всем набором возможных вариантов конечностей, но выжили только те, которые были с ластами. Безусловно, признак, соответствующий ластам, мог бы накапливаться и в течение длительного времени, но процесс накопления признаков выглядит убедительно только в теории. В реальной жизни сложно представить себе животное, которое в течение тысяч лет накапливает признак перехода от ног к ластам и не может все это время ни ходить, ни плавать.

Не вызывает сомнения существование абсолютной индивидуальности каждого живого организма. Причем в пределах одного и того же организма нельзя найти двух идентичных клеток: уникальна каждая особь, уникален каждый вид и уникальна каждая экосистема. Но не следует забывать, что у организмов, размножающихся половым путем, вид — это группа скрещивающихся между собой популяций, изолированных в репродуктивном отношении от всех других таких групп. Неспособность к скрещиванию представляет собой важный фактор, потому что она определяет статус каждого вида как обособленной и независимой эволюционной единицы; популяции, принадлежащие к одному и тому же виду, могут обмениваться между собой благоприятными генами, но не могут передавать их особям, относящимся к другим видам. Поскольку разные виды не имеют возможности обмениваться генами, они, очевидно, эволюционируют независимо друг от друга. Можно говорить о том, что вид определяет вся совокупность генов, образующих генетическую структуру конкретного организма, которая состоит из набора дискретных единиц наследственности — генов. При этом каждый из генов имеет не один, а несколько возможных вариантов своего существования.

Возьмем роман «Война и мир» и представим себе, что этот роман является абсолютно индивидуальным, хотя и не живым «организмом», сформированным из набора «дискретных единиц наследственности». Ими в данном случае будут являться буквы алфавита языка, на котором написан не биологический организм — книга. Эта книга, как и любая другая, будет иметь в своей основе некий «замысел», понимание которого позволит отличить ее от любых других, что и делает ее индивидуальным продуктом. Представим себе, что для книги существует такая же генетическая изменчивость, как и для генетической структуры живого организма: как каждый ген может существовать в нескольких вариантах, так и каждая буква книги может существовать хотя бы еще в двух вариантах. Если для живого организма такая инвариантность ни к чему не приводит и мы все равно сможем идентифицировать живое существо и причислить его к конкретному виду, поскольку признаки вида при этом утеряны не будут, то в случае с книгой замена букв в случайном порядке одним их двух вариантов приведет к катастрофическим изменениям и утере ее индивидуальности и самого «замысла», являющегося ее сутью. Можно сказать, что подобная «мутация» дискретных единиц наследственности для книги приведет к ее полному уничтожению и потере принадлежности к конкретному виду. В данном случае «почерк» автора будет ее видовой принадлежностью.

Сможет ли кто-либо утверждать, что в результате случайной перестановки каждой из букв исходного текста возможно в одном из полученных таким образом вариантов дождаться изменения цвета платья Наташи Ростовой на балу? На это могут уйти тысячи лет. Так почему молекулярная биология утверждает, что случайное использование одного из нескольких вариантов дискретной единицы наследственности может привести к появлению особи, у которой тот или иной орган тела будет иметь состояние, определяемое как результат «изменения практики его применения», и ожидание живого организма будет направлено именно на получение такого органа, что позволит обеспечить его успешное наследование? Но именно так, с точки зрения современной генетики, и описываются как смена типов конечностей у тюленей и других ластоногих, так и любая модификация органов в результате их употребления или не употребления.

Самый простой, но самый весомый довод против существующей «официальной» концепции Эволюции состоит в том, что генетическую изменчивость могут иметь только гены, которые уже присутствуют в генетической структуре организма. Если слон не имеет гена, который отвечает за рост шерсти, сделать из него мамонта, переместив в Арктику, не удастся: генетических вариантов модификации, в которых присутствует шерсть, взять неоткуда, поскольку в общей совокупности вариантов изменчивости вообще не будут присутствовать гены шерсти и их варианты. Основной принцип молекулярной биологии работает против нее:

«Однако идея о том, что генетическая информация порождается генетической же информацией, пронизывает всю современную биологию и лежит в основе наших представлений, например, о возникновении антител или о приспособляемости бактерий» (32).

Эта идея, «пронизывающая всю современную биологию», должна вызывать живой интерес у религии, поскольку она возвращает всю науку о живом обратно в лоно церкви. На сегодняшний день известен только один Создатель. И любое утверждение о том, что генетическая информация не может возникнуть из хаоса, также как и фраза «Там, где есть клетка, должна быть и предшествующая ей клетка» (Rudolph Virchow, 1858), автоматически относит и ген, и клетку к единственному известному Создателю, лишая Природу, отвечающую за хаос, возможности присвоить этот акт создания себе.

Современная генетика может существовать только в том случае, если будет способна найти выход из созданного ею самой тупика, отнеся объект своего изучения к закономерным процессам Природы, разорвав цепь и предоставив живому организму возможность создания своего генетического отпечатка. Кто в этом случае будет ответственным за создание жизни как таковой — это уже другой вопрос, но найти на него ответ будет, несомненно, проще, чем на вопрос: для чего и кому нужен генетический отпечаток живого объекта, если самого объекта еще нет? Если самопроизвольное зарождение жизни вполне имеет логику самостоятельного существования, то самопроизвольное зарождение генетического отпечатка жизни совершенно абсурдно. Зарождение объектов, обладающих скрытым внутренним вторичным «замыслом», помимо явного первичного, существовать не может, вернее, может, но у такого объекта должен быть Создатель. Предположение о первичности возникновения дискретной единицы наследственности эквивалентно предположению о самозарождении перфокарты с программой управления компьютером.

27. Дарвин Ч. Сочинения / Пер. С. Л. Соболя, Под ред. акад. Е. Н. Павловского., М.: Изд. АН СССР, 1953.

32. Медавар П., Медавар Дж. Наука о живом. Современные концепции в биологии.