Эволюционное учение в биологии

Идея эволюции живого была знакома уже Античности. Например, Эмпедокл в V в. до н. э. говорил, что организмы образуются на основе случайного сочетания отдельных органов, причем нежизнеспособные сочетания вымирают, а удачные сохраняются. Несмотря на это до XIX в. общепринятым было мнение, что все разнообразие живой природы возникло сразу в результате акта божественного творения и с тех пор существует в неизменном виде. В Новое время первым целостную концепцию эволюции живого создал Ж. Ламарк.

Ламарк высказал идею о том, что организмы изменчивы, их виды существуют не вечно и неизменно, а постоянно преобразуются в другие виды. Общей тенденцией исторических изменений организмов он считал постепенное совершенствование их организации, движущей силой которой является изначальное стремление природы к прогрессу. По мнению Ламарка, изменения организмов, приобретенные в течение жизни в ответ на изменения условий, наследуются их потомками. Концепция Ламарка не может считаться научной, так как представление об изначальном стремлении к прогрессу тех форм жизни, которые не обладают развитой психикой в виде сознания, противоречит данным зоопсихологии.

Основные принципы и механизмы биологической эволюции впервые были высказаны Ч. Дарвином в работе «Происхождение видов путем естественно отбора» (1859). С точки зрения Дарвина, все многообразие живой природы является результатом действия трех взаимосвязанных факторов: наследственности, изменчивости и естественного отбора. Наследственностью называется общее свойство всех организмов сохранять и передавать признаки строения и функций от предков к потомству. Изменчивость представляет собой общее свойство организмов приобретать новые признаки, которые обусловливают различие между особями в пределах одного вида. Естественным отбором называют процесс выживания наиболее приспособленных организмов, который ведет к преимущественному повышению или понижению численности одних особей по сравнению с другими.

Процесс эволюции в самых общих чертах выглядит следующим образом. Особи, обладающие наследственными изменениями, которые полезны в определенных условиях среды, лучше приспосабливаются к условиям этой среды и в результате могут сохраняться и оставить после себя потомство. Особи с вредными для данных условий наследственными изменениями хуже приспосабливаются к среде и поэтому чаще гибнут и не дают потомства.

Современная теория биологической эволюции, которую принято называть синтетической, отличается от дарвиновской тем, что, во-первых, в ней элементарной эволюционной единицей является популяция', а не вид. Во-вторых, механизм наследственности и изменчивости описывается с помощью аппарата генетики. Согласно этой теории наличие наследственности обусловлено существованием генетического кода, передающееся последующим поколениям от родителей. Механизмами возникновения изменчивости являются, во-первых, возникновение случайных комбинаций уже имеющихся свойств, наследуемых от родителей последующими поколениями, во-вторых, случайные изменения генетического кода в результате мутагенного воздействия окружающей среды. Возникшие новые свойства генетически закрепляются в последующих поколениях при условии, что они оказались полезными для организмов данного вида. В качестве теста на целесообразность признаков выступает естественный отбор, повышающий вероятность выживания удачной особи и ее участия в дальнейшем воспроизводстве популяции.
Несмотря на логическую стройность теории эволюции и наличие громадного количества согласующегося с ней экспериментального материала, в настоящее время существует ряд до сих пор не решенных проблем. К таким проблемам следует отнести вопрос о механизме возникновения самого генетического кода, носящего универсальный характер для всего живого независимо от уровня организации и вида. Не поддаются пока объяснению и аномально высокие темпы биологической эволюции на ее отдельных этапах.

По-видимому, первый из указанных механизмов изменчивости — простой случайный перебор комбинаций признаков родителей — не способен объяснить появление качественно новых признаков. Возникновение таких «скачков» обычно связывают с мутациями, случайно приводящими к удачным результатам. Однако создается стойкое впечатление, что вероятность мутации, столь удачной, чтобы ее результат действительно повлиял на вероятность выживания особи, чрезвычайно мала, поскольку полезными являются не отдельные новые признаки, а их совокупность. Каждый из приобретенных признаков, взятый в отдельности, с большой вероятностью окажется вредным. Сказанное легко пояснить на модельном примере «технической эволюции». Если бы, например, при производстве автомобилей у одной из моделей случайно из-за невнимательности сборщиков появилось крыло самолета, эта модель вряд ли была бы приобретена заказчиком и неминуемо погибла бы в ходе «естественного отбора задолго до того, как по аналогичной невнимательности на других участках сборки стали бы устанавливать правое крыло, хвостовое оперение, соответствующий двигатель и другие признаки самолета, без которых он является совершенно бесполезным. Учитывая факт несравненно более большей сложности биологических объектов по сравнению с достижениями техники, сравнительно малые срок биологической эволюции не могут не вызывать удивления».

Строгий количественный анализ эволюционных процессов в живой природе представляет собой очень сложную задачу, решение которой видится лишь в отдаленном будущем. Исследования в этом направлении тормозятся слабой математизацией биологии, что вызвано сложностью последней. Возможно, что дальнейшие исследования в этом направлении могут привести к существенно новым и неожиданным результатам, способным повлиять на концепции не только теории эволюции, но и всего естествознания в целом.