3.Ликбез для ПК: Экскурс в историю биологии

Вопрос о том, наследуются ли признаки, благоприобретенные родителями в личной жизни их потомками, вот уже полторы сотни лет разделяют биологов на два непримиримых лагеря.

Жан Ламарк, известный французский натуралист и биолог, в 1809 году опубликовал свой знаменитый труд “Философия биологии”.

В нем впервые была выдвинута целостная теория эволюции организмов. (Сразу же подчеркнем, что непреходящей заслугой Ж.Ламарка, кроме, прочего, состоит именно в том, что он впервые провозгласил принцип эволюции всеобщим законом природы).

Оценивая факторы эволюции, Ж.Ламарк считал, что она совершается под действием двух главных причин. Одной из них, как раз и было, по его мнению, наследование благоприобретенных факторов. ( Вторая – действие неких “флюидов”, проникающих в организм из внешней среды. Например, теплорода).Он утверждал, что все, что организмы приобрели в течение своей жизни. Передается их потомкам. Это утверждение со временем пленило многих марксистски мыслящих биологов.

Схема рассуждений французского естествоиспытателя заключалось в следующем.

Сколько-нибудь значительная перемена во внешних условиях приводит к изменению потребностей животных (и человека), обитающих в данной местности;изменение потребностей влечет за собой изменение привычек, направленных на удовлетворение этих потребностей;изменение привычек ведет к усиленному употребленному одних органов и неупотреблению других. Чаще функционирующие органы усиливаются и развиваются, а неупотребляющиеся ослабевают и исчезают. Возникшие функционально-морфологические изменения передаются по наследству потомству, усиливаясь из поколения в поколение. Таким образом, по Ж.Ламарку, ведущую роль в эволюционных преобразованиях организмов играет функция:изменение формы – следствие изменения функции. Положения об упражнении и неупражнении органов и о наследовании приобретенных признаков были возведены Ж.Ламарком в ранг универсальных законов эволюции.

(Схожую цепочку аргументации использует и Ф.Энгельс в своей работе “Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека”).

Чарльз Дарвин  в 1859 году в своей книге “Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствующих пород в борьбе за жизнь”отверг такой упрощенный подход. Он нашел истинные факторы эволюции во взаимодействии наследственности , изменчивости и естественного отбора.

Биологические признаки, приобретенные организмом в течение его жизни, как это показал огромный экспериментальный опыт и генетическая теория (в частности, в конце еще 19-го века Вейсман категорически отверг принцип унаследования благоприобретенных свойств), не могут быть закреплены в его потомстве. Признаки, нужные виду  в данных условиях среды, возникают путем неопределенной (по словам Дарвина) или мутационной (в современной терминологии) изменчивости. Наблюдаемая в живой природе целесообразность создавалась и создается путем естественного отбора полезных для организма ненаправленных неопределенных, мутационных изменений. Подобные мутации наследственны, объективно случайны и не имеют приспособительного характера. Только естественный отбор, выражая собою требование среды, создает приспособительность и этим направляет эволюцию.

До открытия Г.Менделя и последующего развития генетики, у эволюционного  учения Ч.Дарвина было одно слабое место – представление о неопределенной изменчивости как материале эволюции.

Английский инженер Ф.Дженкин, к примеру, рассчитал, что потомство, получаемое при скрещивании особей, характеризующихся каким-либо признаком, с особями, им не обладающими, должно иметь вдвое ослабленное выражение данного признака. Следовательно, в ряде поколений новые свойства должны исчезать, а не закрепляться, поэтому эволюция невозможна.

Однако генетика впоследствии показала, что наследственные особенности организмов не”растворяются”при передаче  следующим поколениям. Одно из коренных положений генетики состоит в том, что наследственная информация о развитии и свойствах организмов содержится главным образом в молекулярных структурах хромосом, заключенных в ядрах всех клеток организма и передаваемых от родителей потомкам.

Другим фундаментальным принципом генетики – дискретность наследственных факторов, определяющих развитие признаков и свойств. Признаки родительских особей при скрещивании не уничтожаются и не смешиваются. Развиваясь у гибридных особей первого поколения либо в форме, характерной для одного из родителей, либо в промежуточной форме, они вновь проявляются в определенном соотношении(3:1) в последующих поколениях, как это было впервые показано Г.Менделем.

Таким образом генетика доказала, что наследственность – это молекулярные структуры в клетке и соответственное их изменение, обусловленное новыми, лично приобретенными свойствами целого организма, практически является неосуществимым.

В противовес дарвинизму, ламаркизм, неоламаркизм (глашатаем которых, по сути дела, и стал П.К. Лучинский) главенствующую роль в эволюции отводили определенной (адекватной) изменчивости. Согласно этим теориям, приспособительные (адаптивные) изменения передаются по наследству и являются материалом для эволюционного процесса.

Однако определенные (приспособительные) изменения – адаптивные модификации,  - по современным представлениям, не наследуются. Наследственно обусловлена лишь способность организмов к адаптивным реакциям на соответствующие внешние факторы, о чем свидетельствует постоянство, с которым адаптивные модификации снова проявляются при восстановлении прежних условий.

Кроме того, повторим, многочисленными экспериментами доказано, что вновь появляющиеся наследственные изменения организмов, как правило, не бывают приспособительными.

Адаптивные же модификации – не новые приспособления, а реакции, выработанные в ходе предшествовавшей эволюции этих организмов.

Материалом эволюции может служить только неопределенная изменчивость, основанная на мутациях и их колебаниях, возникающих в результате скрещивания.

Новые мутации, как правило, вредны, так как они нарушают уже достигнутую приспособленность. Но эволюция не сводится лишь к внезапному возникновению новых наследственных свойств. Взаимодействие организмов с окружающей средой выражается в борьбе за существование.

Указанные явления, Ч.Дарвину, обусловлено нехваткой жизненных средств ( пищи, убежищ, территории, света и т.п.) для всех нарождающихся особей данного вида. В процессе борьбы за существование у особей, оказавшихся не приспособленными к данным условиям среды, снижается плодовитость или они погибают. Чем ближе по своей биологии организмы, живущие на одной территории, тем острее идущая между ними конкуренция и тем большее число их гибнет;гораздо чаще выживают особи, использующие разную пищу, обладающие различными средствами защиты и т.п.;другими словами, приобретающие разные свойства. В результате в ряде поколений происходит расхождение признаков – дивергенция, что в конце концов приводит к расщеплению исходного вида на разновидности, которые могут стать новыми видами.

Мутационные уклонения, не соответствующие условиям среды, не сохраняются, так как особи, которым присущи подобные признаки, гибнут. В то же время незначительные мутации комбинируются при скрещивании особей, прошедших отбор. Это и приводит к изменениям свойств организма. В итоге: благодаря гибели особей, обладающих резкими неадаптивными уклонениями, и скрещиванию выживших, первично неадаптивные мутации в процессе отбора превращаются в новые приспособления.

Вместе с тем, учитывая, что гибнут в борьбе за существование и выживают ( проходят отбор) не отдельные признаки, а несущие эти признаки особи, эволюционировать может только популяция – группа принадлежащих к одному виду и постоянно скрещивающихся между собой особей, обитающих на одной территории. Идущее под контролем естественного отбора скрещивание приводит не только к преобразованию мутаций, но и к постепенному распространению новых приспособлений на все особи, составляющую популяцию.

Благодаря непрерывному действию отбора в процессе эволюции накапливаются новые адаптивные изменения тех признаков, по которым идет отбор. Но все части любого организма теснейшим образом связаны между собой, поэтому в ходе эволюции возникает соотносительная,  и коррелятивная, изменчивость. Постепенное изменение строения организмов в соответствии с факторами внешней среды в конечном итоге приводит к становлению новых видов.

Таким образом, конкретное направление эволюции определяется, с одной стороны, действием естественного отбора, а с другой  - наличием спектра неопределенных наследственных уклонений у составляющих популяцию организмов, которые могут подвергнуться отбору. Наследственная изменчивость, по сути – это только материал для эволюции. Главным движущим фактором эволюции служит естественный отбор.

(Все, что я изложил, Петр Кириллович при желании мог прочитать в т. 6 БСЭ в статье  о Генетике, в  т. 7 в ст.ст. о Дарвине и дарвинизме и т.д.).

(Продолжение последует)