Синтетическая теория эволюции

Основанием современной эволюционной биологии выступает синтетичес­кая теория эволюции (СТЭ), или неодарвинизм, принципиальные положе­ния которой были заложены работами С.С. Четверикова, Ф.Г. Добржанско-го", Д.С. Хаксли, Э. Майера, С. Райта, Н.П. Дубинина, А.Н. Северцова, И.И. Шмальгаузена, Д.К. Беляева, Л.П. Татаринова, В.А. Ратнера и др. Эта концепция объединила классический дарвинизм и достижения генетики и сформировалась в XX в. Непосредственными предпосылками для синтеза генетики и теории эволюции выступали: хромосомная теория наследствен­ности Т. Моргана, биометрические и математические подходы к анализу эволюции, закон Харди—Вейберга для идеальной популяции (гласящий, что такая популяция стремится сохранить равновесие концентрации генов при отсутствии факторов, изменяющих его), результаты эмпирического иссле­дования изменчивости в природных популяциях и др. Математические мо­дели синтетической теории эволюции, разработанные к началу 1930-х гг. Р. Фишером, Дж. Холдейном и С. Райтом, включают вероятностные мето­ды теоретической популяционной генетики¹².

Синтетическая теория эволюции основана на признании популяции как элементарной эволюционирующей единицы, случайных изменениях ДНК и на естественном отборе, ведущей роли среды в возникновении видов и со­обществ, необходимости разнообразия для сохранения стабильности биоло­гических систем. В основе этой теории лежит представление о том, что эле­ментарной клеточкой эволюции служит не организм и не вид, а популяция — совокупность особей одного вида, длительно занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений.

¹¹ Добржанский Феодосии Григорьевич (Dobzhansky Theodosius) (1900—1975) — русский, а затем амери­канский генетик, один из основоположников популяционной генетики. Преподавал в Киевском иПетроградском университетах, в 1930 г. эмигрировал из СССР. С 1940 г. — профессор Колумбийс­кого университета, в 1972—1975 гг. — Калифорнийского университета. Член Лондонского Коро­левского общества, Германской академии естествоиспытателей «Леопольдина», Шведской акаде­мии наук, Датского Королевского общества; награжден медалью Эллиота Национальной академиинаук США. Многие его ученики из разных стран мира стали известными учеными.

¹² См.: Crow F., Kimura M. An introduction to population genetics theory. N.Y.: Harper & Row. 1970;Nagylaki T. Introduction to theoretical population genetics. Berlin: Springer Verlag. 1992; Свирежев Ю.М.,Пасеков В.П. Основы математической генетики. М., 1982; Моран П. Статистические процессы эво­люционной теории. М., 1973.

Исходной единицей наследственности выступает ген (участок молекулы ДНК, отвечающий за развитие определенных признаков организма). Наслед­ственное изменение популяции в каком-либо определенном направлении осуществляется под воздействием ряда эволюционных факторов (т.е. таких факторов, которые изменяют генотипический состав популяции): мутаци­онного процесса (поставляющего элементарный эволюционный материал), популяционных волн (колебаний численности популяции в ту или иную сторону от средней численности входящих в нее особей), изоляции (закреп­ляющей различия в наборе генотипов и способствующей делению исходной популяции на несколько самостоятельных), естественного отбора как «про­цесса, определяющего вероятность достижения определенными индивида­ми репродукционного возраста» (имеющего разные формы — по относитель­ной жизнеспособности, по фенотипическому признаку, стабилизирующий отбор, дизруптивный отбор, ведущий отбор и др.). Естественный отбор яв­ляется ведущим эволюционным фактором, направляющим эволюционный процесс¹³.

В самом общем виде СТЭ утверждает, что прогрессивное развитие жизни на Земле объясняется генетическим наследованием фенотипических (т.е. сформировавшихся в процессе индивидуального развития организма) при­знаков, их случайной изменчивостью и естественным отбором. Согласно СТЭ, случайные мутационные изменения фильтруются естественным отбором, и постепенно из хаоса неопределенной изменчивости выкристаллизовывают­ся совершенные формы, идеально приспособленные к условиям обита­ния. СТЭ допускает, что генотипы с более высокой приспособленностью оставляют пропорционально больше потомков, поэтому их гены в следующем поколении будут представлены с большей частотой. СТЭ предполагает, что эволюция обусловлена поврежде­нием наследственного аппарата под влиянием факторов среды (мутациями) и отбором возникающих случайных признаков, полезных в данных услови­ях среды, в сочетании с изоляцией. Эволюция представляет непрерывный процесс накопления в популяции случайных мутаций, признаков, ведущих в условиях изоляци и (экологической, репродуктивной) к дивергенции и фор­мированию нового вида¹⁴.

Новый толчок к дальнейшему движению СТЭ получила в работах И. При-гожина о бифуркационном развитии, согласно которым в условиях, удален­ных от равновесия, открытые системы могут скачкообразно переходить в качественно иное состояние, меняя траекторию своего становления. Бифур­кация определяет наличие в системе наряду с детерминистическими стоха-

¹³ Современная биологическая картина мира. — http://vfengec.vbg.ru/econJek/101/Sl l.htm. В последнее время выяснилось, что теоретическая картина СТЭ расходится с данными палеонтоло­гической летописи, которая оказалась достаточно прерывистой. Из данных раскопок следует, что новые формы живых организмов появлялись скорее скачкообразно, нежели путем последователь­ной «шлифовки», как того требует классическая теоретическая схема (http://www.kv.by/ index2001354401.htm).

стических закономерностей, ибо следствием ее является множественность возможных будущих состояний. Сюда входят и состояния, при которых воз­никают диссипативные структуры. Создание синтетической теории эволю­ции на основе популяционной генетики ознаменовало начало преодоления противопоставления исторического и структурно-инвариантного «срезов» в исследовании живого.

ТЕОРИЯ ДВУХ СКАЧКОВ

Конкретное воплощение идея антропосоциогенеза нашла в созданной советскими антропологами и отчасти археологами «теории двух скачков», согласно которой в эволюции человека существуют два переломных момен­та: переход от стадии животных, предшественников человека, к стадии фор­мирующихся людей — архантроп (питекантропы, синантропы и другие сход­ные формы) и палеоантроп (неандертальцы); происшедшая на грани ранне­го и позднего палеолита, примерно 35—40 тыс. лет назад, смена палеоантропов людьми современного физического типа (неоантропами), являвшимися уже подлинными, готовыми людьми. Первый перелом означал появление соци­альных закономерностей, второй — установление их полного и безраздель­ного господства. Формирующиеся люди (пралюди) жили в становящемся обществе, которое исследователи называют первобытным человеческим ста­дом, или праобществом. Генезис общества был процессом становления пер­вой формы его существования — первобытнообщинной формации. Стано­вящиеся социальные организмы были формирующимися первобытными общинами, или праобшинами.

Космизм

Рис. 4. В эволюции человека — два переломных момента

В конце XX и начале XXI в. популярность приобрела концепция внезем­ного происхождения человека, и, как кажется, она получает все больше на­учных доказательств. Миллионы людей отслеживают все случаи появления НЛО, а ученые спешат составить из них стройную концепцию космическо-

го посещения Земли инопланетянами. Травматологи давно подметили, что люди — единственные из всех живущих на Земле существ ломают конечно­сти на ровном месте. Никто не видел, чтобы кошка или собака, поскользнув­шись на льду, сломала бы себе лапы. А мы иногда, оступившись или спотк­нувшись, так ломаем свои кости, будто попали в автокатастрофу. Это может означать только одно: человек не привык к нормальной земной силе тяжес­ти, считает руководитель ассоциации «Космопоиск» В. Чернобров. Додумав­шись до этой мысли, ученый задался вопросом: а может быть, нам более привычна другая, меньшая по массе планета? Специалисты из Института медико-биологических проблем РАМН ставили эксперименты по изучению биоритмов растений и животных в условиях полной изоляции. У всех, кро­ме людей, сохранялась полная синхронизация с 24-часовым суточным рит­мом родной планеты.

У теории внешнего (инопланетного) вмешательства три версии. Соглас­но первой, в незапамятные времена на Землю высадились инопланетные гуманоиды, которые почему-то утратили связь со своим миром и постепен­но одичали, после чего история земной цивилизации началась как бы с нуля. Вторая версия сводится к тому, что высокоразвитая цивилизация иноплане­тян (не обязательно гуманоидов) вырастила в пробирке или вывела путем селекции популяцию разумных существ, наиболее пригодных для земных условий, и люди — прямые потомки этих существ. Третья версия предпола­гает, что гуманоиды-предки дали начало роду человеческому, скрещиваясь с земными приматами. В подтверждении инопланетной теории ее сторон­ники указывают на таинственные рисунки в пустыне Наска, изображения космонавтов в скафандре на стенах пещер, необъяснимые знания первобыт­ных племен о звездах, которые нельзя увидеть невооруженным глазом, и т.п. Главный аргумент — кости человека разумного и металлические изделия в слоях земной коры, возраст которых — сотни тысяч и даже миллионы лет. Получается, что человек разумный — не потомок австралопитеков и пите­кантропов, а их ровесник. Подобное возможно лишь в том случае, если ра­зумная жизнь привнесена на Землю извне¹⁵. Любая мифология, в том числе и первобытная, наполнена сюжетами, которые при желании могут быть ис­толкованы как инопланетное влияние на земную цивилизацию.

Известный антрополог Больк сделал в свое время замечательное, но по­чему-то почти забытое наблюдение. Он обнаружил удивительное сходство между обликом человека и... эмбрионов обезьян. В связи с этим он засомне­вался, действительно ли человек произошел от обезьяны и не было ли все наоборот. Теория Болька объясняет такие свойства древнего человека, как слабость скелета современного человека, его мускулатуры, челюстей, отсут­ствие густого волосяного покрова. Классическая антропология не способна обосновать неожиданное исчезновение у наших предков того, что явно по­могало ему выжить в ледниковый период, в ожесточенной межвидовой борь­бе. Секрет заключается в неотении — задержке развития или полном отсут­ствии проявления взрослых признаков в эмбриональном состоянии. Благо­даря неотении эволюция имеет возможность повернуться сразу в другое

Подробнее об аргументах за и против подлинности находок в пользу космической версии проис­хождения жизни на Земле см.: Крема М., Томпсон Р. Запрещенная археология. — http:// www.philosophy.ru/Hbrary/cremo/.

русло, не затрагивая взрослые, довольно консервативные признаки. Более растянутое по сравнению с обезьяной формирование всех органов человека помогает им изменяться в зависимости от внешних условий еще на эмбрио­нальном уровне, не дожидаясь взросления. Стало быть, благодаря этому эво­люция резко увеличивается.

Именно «детскость» человеческого мозга, растянутая на много лет, и обес­печила ему высочайшие способности к обучению (почти по всей долгой жизни), запоминанию, формированию мышления. Адаптивные возможно­сти мозга человека многократно увеличились. А увеличение массы мозга человека — лишь следствие его более растянутого развития. Доказательством (и причиной тоже) этого является тот факт, что мы не используем всех воз­можностей своего мозга. Примерно 90% мозга как бы дремлет. Нам и сейчас не нужен столь большой массивный мозг. Нам нужны лишь особенности его физиологии, обеспечивающие нам обучение, мышление и т.д.

Теория Болька дает очень простое и логичное объяснение эволюционной кривой человечества: изменение признаков было следствием неотенической эволюции в пользу увеличения адаптации мозга, что было более предпочти­тельно для естественного отбора. Так произошли кроманьонцы — прообраз современного человека. Другая ветвь гоминоида сохранила свои «зверопо­добные» признаки — неандертальцы, которые и потерпели поражение в кон-

Врезка

Австралопитеки — инопланетяне?

Недавно ученые из ЮАР Ли Бергер и Рон Кларк смогли разгадать таинственную находку, обна­руженную три четверти века тому назад в Юж­ной Африке Р. Дартом. Его первая находка была удивительная — череп ископаемого павиана с идеально круглым отверстием в передней час­ти. Потом появилась еще более поразительная находка — странной формы череп, в три раза крупнее, чем череп обезьяны. В историю пале-

онтологии находка вошла под именем австрало­питека. Позже были обнаружены еще четыре аналогичные находки. Все они принадлежали детям от 7 до 12 лет. Австралопитек стал самым древним из найденных предков человека. Воз­раст находки более миллиона лет. Ученых удивило, что рядом не было никаких признаков каменных орудий, всегда находив­шихся около находок предков человека, зато он

явно умел пользоваться огнем — некоторые кости были обожжены. Но главное, в пещерах, где жил австралопитек, было найдено более пятидесяти черепов павианов. И практически все имели круглые отверстия с расходящимися трещинами. Эксперт судебной медицины, док­тор Макинтош, осмотрев черепа, уверенно зая­вил: «Так выглядит кость, когда в нее попадает пуля».

Объяснение такому странному сочетанию нахо­док удалось дать только недавно. Южноафри­канские ученые, еще раз просмотрев весь комп­лекс находок, сделали ошеломляющий вывод: австралопитек был не предком человека, а кос­мическим пришельцем и появился он на Земле не миллион, а около 2,5 миллиона лет назад. Останки, найденные в Южной Африке, принад­лежали не детям, а взрослым особям. Их рекон­струированный облик — небольшой рост, тще­душное тело с небольшой головой и длинными передними конечностями - поразительно напо­минал гуманоида из потерпевшего в 1947 г. крушение корабля в американском штате Нью-Мексико. Фильм, где было зафиксировано ана­томическое вскрытие его тела, показывался телевидением всех стран.

Сокращено по источнику: Костин М. Пулевым отверстиям 2,5 миллиона лет. — http:// www.karelia.ru/Karelia/NewsPapers/Kurier/23217/ 23217_12.html.

куренции с кроманьонцами. Они вымерли. Это пример неверно выбранно­го ими примитивного пути эволюции"'.

Польский антрополог Т. Белицкий однажды удивился, что эволюция мозга гоминоидов была подозрительно быстрой, точнее, одним из самых быстрых процессов в истории позвоночных, быть может, вообще в истории животного мира. Он начался 2—3 млн лет назад. С тех пор мозг гоминоидов увеличился троекратно, что само по себе загадочно. Но возникла еще одна тайна: около 100 тыс. лет назад стремительный рост мозга внезапно прекра­тился, а примерно 15 тыс. лет назад он даже несколько уменьшился. 15 тыс. лет — это, как известно, приблизительный возраст нашей цивилизации.

Недавно генетики Станфордского университета в Калифорнии неопро­вержимо установили, что генетические «Адам и Ева» никогда не встречались друг с другом. Генетическая прародительница современных женщин жила 143 тыс. лет назад, в то время как генетический прародитель всех мужчин — всего 59 тыс. лет назад. Это открытие опровергает не только библейскую вер­сию божественного творения, но и аль­тернативные теории антропогенеза, которые настаивают на том, что чело­век современного вида живет на Зем­ле уже миллионы лет и рамапитеки, австралопитеки и питекантропы не яв­ляются его предками. Зато эти 143 тыс. и 59 тыс. лет очень органично вписываются в классическую теорию Дарвина и его последователей. 143 тыс. лет назад — это эпоха поздних питекантропов и неандертальцев, среди которых (или рядом с которыми) вызревал Homo sapiens, a 59 тыс. лет назад — это время, когда человек современного вида окончательно оформился, чтобы в ближайшие тысячелетия выйти из пещер Палестины на просторы Евразии.

Чешские ученые-биологи супруги Малина считают, что мы «на этих во­лосатых чудовищ вообще не похожи»: они не могут ходить прямо, не умеют управлять своим дыханием и модулировать звуки, не имеют подкожного жира, длинных ног, ягодичных подушек и, наконец, покрыты густой шер­стью. Иначе говоря, мы совсем другие.

В 1960 г. Элистер Харди, Карл Зауэр и Элен Морган выдвинули гипотезу о том, что люди произошли не просто от обезьян, а от аномальной их фор­мы, которая когда-то обитала... в мелководье Индийского океана. За несколь­ко тысячелетий такой наполовину водной жизни наши предки якобы нако­пили массу отличий от других приматов. Ученые полагают, что именно тог­да мы, единственные из всех приматов, научились задерживать дыхание и нырять, волосы у нас остались только на торчащей из воды голове, появился подкожный жир.

Трудности, связанные с решением проблемы о нашем биологическом предке, породили множество гипотез антропогенеза. Достаточно упомянуть теорию Германа Клаача (1922), отрицавшего на основании сравнительно-анатомических данных близкую связь человека с антропоидами и произво­дившего нашу родословную от особого ствола приматов, теорию Ф. Вуд Джонса (1929), считавшего нашим предком третичного долгопята; теорию

⁶ Подробнее см.: Мельниченко А. Обезьяна произошла от человека// Начало. 1991.№ 16.

Генри Осборна, который, как и Клаач, отрицает происхождение человека от обезьяноподобных предков; Франц Вайденрайх (1947) связывает наше генеалогическое древо с особой группой гигантских приматов — гиганто-питеками.

Главная трудность, с которой стал­киваются те, кто ищет доказательств теории эволюции в палеонтологичес­ких находках, состоит в том, что пале­онтологические данные очень отры­вочны. К настоящему времени обнару­жены ископаемые останки только небольшой части видов, которые су­ществовали на Земле. Хранитель Чи­кагского музея естествознания Д.М. Рауп и палеонтолог из Универси­тета Джонса Хопкинса С. Стэнли под­считали, что в музеях мира хранятся ископаемые остатки 130 тыс. различ­ных видов животных, в то время как в настоящее время на Земле живет при­мерно 1,5 млн видов. По их оценкам, со времени кембрия на Земле жило около миллиарда видов животных, т.е. более 99,9% этих видов не оставили никаких следов своего существования. Тогда непонятно, какой вид произо­шел из какого за миллиарды лет эволюции. Изучение осадочных пород да­леко не всегда помогает ученым обнаружить необходимые доказательства: из-за эрозии почвы и по ряду других причин обширные участки осадочных по­род, в которых хранятся ископаемые остатки, просто отсутствуют.

Геолог Ч. Ван-Андель исследовал слой песчаника раннего мелового пе­риода в Вайоминге, который отложился за 6 млн лет. Когда он сравнил ре­альную толщину этого слоя с теоретически рассчитанной, то получилось, что реальная толщина слоя составляет всего 2% от расчетной, т.е. 98% осадоч­ных пород отсутствует. Ван-Андель доказал, что подобный результат можно получить практически всюду. Причина этого в том, что в течение милли­онов лет шел процесс эрозии старых и отложения новых геологических сло­ев, в результате чего только небольшая часть геологической истории Земли запечатлена в так называемой каменной летописи. По меньшей мере 90—99% осадочных пород навсегда исчезли. Но и та часть осадочных пород, которая осталась, исследована далеко не полностью¹⁸.