Эволюционная теория

Можно ли сказать, что человек в основе своей отличен от всех других представителей животного мира? Что он изначально предназначен быть полновластным повелителем, стоящим над всеми остальными видами? Долгое время люди придерживались именно такого мнения, а многие убеждены в этом и до сих пор.

Согласно традиционной точке зрения, весь живой мир с его растениями, животными и человеком был создан сразу и в окончательном виде. В Библии утверждается, что это было сделано за шесть дней, а один ирландский богослов в XVII веке даже «вычислил» точную дату — 4004 год до рождения Христа. Креационистская теория господствовала до середины XIX века, и даже в наши дни ее все еще придерживаются различные религиозные секты и даже некоторые политические деятели в США и других странах (см. Reeves, 1986).

Этой концепции происхождения всего живого была противопоставлена теория, выдвинутая в 1859 году английским естествоиспытателем Чарлзом Дарвином (рис. 1.2). Согласно его гипотезе, все существующие ныне растения и животные происходят от одной формы жизни и представляют собой результат эволюции, продолжающейся миллиарды лет. Что касается человека с его физическими и поведенческими признаками, то и он в конечном счете — всего лишь один из результатов этой эволюции (рис. 1.3).

Рис. 1.2. Чарлз Дарвин — английский натуралист и биолог (1809-1882). Теория эволюции, разработанная в его труде «О происхождении видов» (1859), разожгла страсти, особенно среди тех, кто отказывался признать происхождение человека от животных.

*) Стрекающие — первая группа животных с двусторонней симметрией тела.

**) Иглокожие — единственная группа, которой свойственна пятилучевая симметрия.

Рис. 1.3. Генеалогическое дерево царства животных. Это царство развивалось на протяжении последнего миллиарда лет, образуя многочисленные ветви. В пределах отдельной ветви зоологи различают классы, которые они подразделяют далее на отряды, семейства, роды и виды (положение вида Homo sapiens в такой системе представлено в табл. 1.1). Последовательности возникновения классов соответствует возрастающая сложность организмов: одноклеточные появились раньше многоклеточных, беспозвоночные — раньше позвоночных, а среди последних водные животные предшествовали обитателям суши и воздушной среды.

Таблица 1.1. Паспорт для космоса

Одно из заключений, к которым приводит теория эволюции, состоит в том, что каждый из нас в конечном счете — всего лишь пылинка, затерянная в беспредельной Вселенной. В век космических исследований полезно будет определить место человека среди видов, населяющих нашу планету, и место самой этой планеты среди множества галактик.

Вид	Homo sapiens
Род	Homo
Семейство	Hominidae (представлено лишь одним видом)
Отряд	Primates (ближайшие родичи человека среди приматов — шимпанзе и горилла, с которыми у него, по-видимому, был общий предок, живший 7,5 млн. лет назад)
Класс	Mammalia (теплокровные позвоночные, тело которых покрыто шерстью и которые выкармливают своих детенышей молоком)
Тип	Vertebrata (животные с внутренним скелетом, центральной осью которого служит позвоночник)
Царство	Animalia
Планета	Земля
Система	Солнечная (Солнце — одна из сотен миллиардов звезд, составляющих нашу Галактику)
Галактика	Млечный Путь (одна из нескольких сотен миллиардов галактик, образующих нашу Вселенную). Его диаметр около 100 000 световых лет (*)
Вселенная	Единственная, а может быть и нет; радиус той ее части, которая доступна для исследования, составляет 15 млрд. световых лет

*)Один световой год — расстояние, которое проходит свет за один год (~10 000 млрд. км).

Таблица 1.2. Эволюционный календарь

Внастоящее время наиболее широким признанием пользуется теория, согласно которой Вселенная возникла в результате Большого взрыва, произошедшего примерно 15 млрд. лет назад; взрыв привел к образованию галактик, которые с тех пор удаляются друг от друга с огромными скоростями. Чтобы сопоставить эволюцию человека с историей Вселенной и Земли, можно использовать модель в виде годичного календаря, приняв, что первая секунда 1 января соответствует Большому взрыву. В этом масштабе продолжительность жизни человека равна восьмой доле секунды.

	Месяцы	Дни	События	Примерная давность, годы
15 млрд. лет назад	Янв.		Большой взрыв
	Февр.
	Март
	Апр.
10 млрд. лет назад	Май		Возникновение нашей Галактики — Млечного Пути
	Июнь
	Июль
	Авг.		Возникновение Солнечной системы
5 млрд. лет назад	Сент.		Образование Земли
	Окт.		Возникновение жизни в морях	4 млрд.
	Ноябрь
	Дек.		Возникновение пола	1 млрд.
			Первые позвоночные	500 млн.
			Первые наземные растения	450 млн.
			Первые рыбы	400 млн.
			Первые амфибии	350 млн.
			Первые рептилии	300 млн.
			Первые млекопитающие	195 млн.
			Первые птицы	150 млн.
			Вымирание гигантских рептилий
			Первые приматы	70 млн.
	31 дек., часы, минуты, секунды
	19.30		Первые гоминиды	7,5 млн.
	21.45		Первые люди	4 млн.
	22.45		Homo habilis	2,2 млн.
	23.07		Homo erectus	1,5 млн.
	23.42, 30 с		Овладение огнем	500 000
	23.53		Первые Homo sapiens	200 000
	23.58, 36 с		Первые люди в Америке и Австралии	40 000
	23.58, 57 с		Первые наскальные рисунки	30 000
	23.59, 18 с		Начало земледелия	20 000
	23.59, 41 с		Первые поселения на Среднем Востоке	9 000
	23.59, 56 с		Нулевой год н. э.	2 000
	23.59, 59 с		Изобретение книгопечатания; Христофор Колумб высадился в Америке

Каким образом удалось Дарвину создать столь революционную гипотезу?

Мысли о ней впервые возникли у него во время экспедиции, целью которой была топографическая съемка берегов Южной Америки. Приглашенный в 1831 году участвовать в этой экспедиции, Дарвин, находясь на борту корабля «Бигль», должен был регистрировать все виды растений и животных, встречавшиеся во время путешествия. После привычной фауны и флоры Англии Дарвина ошеломило разнообразие форм, подчас очень близких друг к другу, которые он увидел в обследуемых местах. С тех самых пор он уже не мог верить, что мир был создан с полным набором всех существующих видов, уникальных и неизменных [*]. И он пришел к выводу, что эти виды, по всей вероятности, достигли такого разнообразия в результате изоляции, когда та или иная группа была отделена от других пустыней, морским проливом или горной цепью. Различные условия, в которых оказались эти группы, привели к тому, что эволюция каждой из них протекала по-своему.

[В настоящее время насчитывают около 12 млн. различных форм бактерий, растений и животных (включая человека), принадлежащих примерно к 1,2 млн. видов.]

Выдвинув гипотезу, надо было объяснить, почему эволюция данной группы шла именно в таком, а не ином направлении, и прежде всего выявить механизм происходящей дифференциации.

Первым толчком к ответу на этот вопрос послужила для Дарвина работа английского экономиста Томаса Мальтуса, касающаяся человеческого общества. По мнению Мальтуса, рост численности населения происходит гораздо быстрее, чем рост источников пропитания; в случае голода или войны, когда пищи становится недостаточно, возникает конкуренция и в «борьбе за существование» отбор благоприятствует сохранению более сильного.

Почему бы не приложить этот принцип к популяциям растений и животных?

Если, например, в густом лесу деревья преграждают друг другу доступ к источнику энергии — солнечному свету, то все они рискуют погибнуть. Но если некоторые из них достигнут большей высоты, потому что они случайно унаследовали более высокий рост, то эти деревья смогут уловить больше света. Эта вариация даст им возможность выживать и размножаться более эффективно, производя другие высокие деревья, которые мало-помалу вытеснят более низкие.

Для других видов такой вариацией, обеспечивающей выживание, может оказаться способность развиваться в тени, для третьих — форма корней. Природа, таким образом, была вынуждена отбирать признаки, наиболее приспособленные к данной среде, благоприятствуя их передаче. Она действовала как фактор отбора,позволяющий выживать наиболее жизнестойким за счет более слабых.

То же самое относится к животным. Если в какую-то эпоху, длившуюся много тысячелетий, климат резко холодает, то можно представить себе, что среди рождающихся особей более устойчивые к холоду будут выживать дольше других. Они, таким образом, смогут оставить больше потомков, которые унаследуют их благоприятные признаки и среди которых будет происходить дальнейший отбор. Аналогичным образом можно объяснить наличие у полярного медведя таких признаков, как густой мех, толстый слой жира на всем теле и способность плавать под водой, — признаков, возникших в результате отбора в длинном ряду поколений (см. также рис. 1.4).

Рис. 1.4. Длинные ноги и непропорционально длинная шея жирафа — конечный результат эволюции этого животного. Благодаря этим признакам жираф мог выжить, объедая листву с высоких веток деревьев, растущих в саванне.

Далее мы увидим, как подобным же образом можно объяснить вертикальное положение тела и развитие руки у человека — два особых признака, обеспечивших его эволюционный успех и позволивших ему заселить почти всю планету.

Дарвин затратил около двадцати лет на создание своей теории эволюции, основанной на принципе естественного отбора. Тем не менее он отказывался ее опубликовать, не желая вступать в дискуссии, которые она неизбежно должна была вызвать. Но в 1858 году другой естествоиспытатель, Альфред Генри Уоллес (Wallace), выдвинул теорию, опиравшуюся на ту же идею, и Дарвин, не желая, чтобы кто-то другой единолично пожинал все лавры за исследование, которому он отдал столько лет, опубликовал на следующий год свою работу под названием «Происхождение видов». Как он и ожидал, она вызвала ожесточенные споры, которые, впрочем, все еще не вполне затихли.

С тех пор теория эволюции обогатилась данными генетики,развившейся на рубеже XX века; были использованы, в частности, законы Менделя, приобретшие популярность в это же время. Все это позволило объяснить, с одной стороны, сохраняемые отбором вариации как результат мутаций,возникающих на уровне генов,а с другой — способ передачи признаков из поколения в поколение.

Сами неодарвинисты не всегда едины во взглядах на механизм эволюции. По мнению одних, она происходит в результате ряда последовательных мелких сдвигов с использованием случайных мутаций в соответствии с сиюминутными потребностями; другие считают, что в эволюции есть определенная внутренняя тенденция, которой следует развитие видов, подчиняющееся неким ориентирам, уже заложенным в генах; по мнению третьих, эволюция совершается скачками, начинаясь с крупных переделок, возникающих в каких-то «узлах» — избранных точках эволюционного пути, в которых происходит дифференциация видов.

Тем не менее, даже если отдельные (иногда существенные) моменты эволюционной теории подвергаются критике и переформулируются, ее основы в настоящее время принимает большинство ученых. Благодаря этой теории можно понять, как эволюционировали физические признаки организмов, а также как изменялось их поведение с момента возникновения, два или три миллиарда лет назад, жизни на Земле путем перехода от сравнительно простых движений к сложным поведенческим актам, присущим высшим животным, и в особенности человеку (см. документ 1.1).