Биология. Вопросы к экзамену по теории эволюции
 Скачать 1.36 Mb.
|
|
Особенности средневековых воззрений на природу Европейским Средневековьем условно называют исторический период с V по XV в., который характеризовался, в первую очередь, феодальной раздробленностью в административно-политическом отношении. В результате господствовало натуральное хозяйство, хозяйственные и культурные связи между отдельными регионами были сведены к минимуму. Для повседневных нужд средневекового крестьянина было достаточно знание нескольких десятков видов растений и животных. Таким образом, для обозначения каждого вида было достаточно одного слова в национальном языке (кошка, собака, коза); а в некоторых случаях даже разные половозрастные группы одного вида назывались разными словами (свинья, кабан и поросенок; овца, баран и ягненок; корова, бык и теленок). Однако, по выражению братьев Стругацких, чувственно-осязаемый мир средневекового европейца простирался лишь до околицы его деревни (фантастический роман «Трудно быть богом»). Дальше начинался фантастический мир, населенный вымышленными чудовищами. Ограниченность чувственного опыта сочеталась с насаждением церковью религиозно-догматического мышления, объективно-идеалистического мировоззрения и соответствующего образного, символико-мистического мировосприятия. Природа рассматривалась как «книга, написанная перстом Божьим» («Зеркало природы», Венсан де Бове, XIII в.). Широко были распространены «Шестодневы» – книги, в которых излагалась библейская легенда о шести днях творения. Примером образного мышления служит объединение в одну группу птиц, летучих мышей и насекомых, поскольку все эти существа способны к полету. Символическое видение мира выражалось в приписывании отдельным видам мистических атрибутов: виноградная лоза, агнец и единорог – символы Христа; голубь – символ Святого Духа; дракон, змей и медведь – символы дьявола и т.д. На взгляды средневековых европейских натурфилософов большое влияние оказывали работы античных авторов: Платона и Аристотеля. Например, растение рассматривалось как несовершенное животное. В средние века были популярны труды арабских врачей-естествоиспытателей: Авиценны (Ибн-Сина) и Аверроэса (Ибн-Рушд). В подобных условиях живая природа изучалась лишь с прагматической точки зрения. Например, дикорастущие растения часто изучались как источники ядов и лекарственных препаратов. Иногда растениям приписывались фантастические свойства (сон-трава, одолень-трава, разрыв-трава, ключ-трава…). При описании растений большое внимание уделялось сигнатурам – сигналам, указывающим на те, или иные свойства; например, считалось, что растения с желтыми цветками помогают при болезнях печени, а растения с красными цветками – при заболеваниях крови. Люди, изучавшие свойства растений, постоянно рисковали попасть в категорию «колдунов и ведьм» с вытекающими последствиями. Однако накопленный ими опыт лег в основу многочисленных сочинений по фитотерапии – «травников». В XVI в. широкое распространение получило составление гербариев. 2. Описательный период в биологии Описательный период в биологии охватывает промежуток времени с конца XVI до конца XVII в. Этот период характеризуется всеобщей революцией в культуре, идеологии и естествознании. Период феодальной раздробленности сменяется эпохой Великих географических открытий, которые познакомили европейцев с образцами «заморской» флоры и фауны, которые нужно было использовать в промышленности и сельском хозяйстве. Средневековые установки на геоцентризм, антропоцентризм и антропоморфизм сменяются представлениями о множественности миров. Объективно-идеалистическое мировоззрение сменяется стихийно-материалистическим. Догматизм сменяется верой во всемогущество чувственного опыта. Например, Лондонское Королевское общество избирает своим девизом слова «Ничему не верить на слово» («Nullius in verba»), а флорентийская Академия – «Проверять и снова проверять» («Provare e riprovare»). Проблема самозарождения жизни и возможности неограниченной изменчивости видов. В процессе становления стихийно-материалистического мировоззрения часто использовалось простое отрицание религиозно-догматических взглядов. Например, догма о божественном творении органического мира заменялась представлением о самозарождении высших организмов из неживой материи (лягушки – из тины болотной, мыши – из грязных тряпок и заплесневелого зерна, мокрицы – из влажных гниющих остатков). Подобные взгляды разделяли Рене Декарт, Эразм Дарвин (дед Ч. Дарвина) и другие известные естествоиспытатели. В то же время самозарождение высших форм жизни не было доказано. Более того, итальянский врач и естествоиспытатель Франческо Реди (1668) точными опытами доказал, что личинки мух не зарождаются в гниющем мясе (дохлые змеи, рыбы, угри, телятина), а выводятся из отложенных на него яиц. Однако представления о самозарождении высших форм жизни были широко распространены вплоть до работ Ладзаро Спалланцани с кипячением мясных и растительных отваров (1765) и Луи Пастера (1860), а в околонаучных (или паранаучных) кругах они сохраняются и по сей день. Некоторые трансформисты (Бенуа де Майе) допускали, что в море существуют вечные семена жизни. Из этих семян развиваются морские организмы, которые путем резких трансформаций превращаются в наземных, например, «морские обезьяны» дали начало наземным обезьянам. Возможность резких трансформаций определенного прототипа допускал Э. Ж. Сент-Илер. Другим заблуждением стихийных материалистов было представление о неограниченной изменчивости видов, о быстром превращении одного вида в другой путем трансформации. Допускалось перерождение пшеницы в рожь, а ржи – в костер. Разработка бинарной номенклатуры. Работы К. Баугина. В начале XVII века число описанных видов растений и животных достигло уже нескольких тысяч. Потребовалось придумать название для каждого вида, однако это оказалось невозможным (ни в одном языке мира нет такого количества слов). Поэтому вместо однословных названий-«кличек» стали использоваться многословные названия-«описания»: как выглядит организм, где обитает, чем отличается от близких форм и т.д. – до 10 слов и более. Следует добавить, что описания составлялись на латинском языке. Поэтому такие названия были крайне неудобны для повседневного использования. Швейцарский ботаник Каспар Баугин (конец XVI – начало XVII века) совершил одну из первых попыток использования бинарной номенклатуры при классификации растений. Бинарная номенклатура основывается на представлениях Аристотеля об отношениях «вид – род». Вид – это основная, базовая единица любой классификации. Несколько сходных видов объединяется под общим родовым названием. Бинарная номенклатура удобна для практического использования. Например, каждый человек, не будучи ботаником, знает, что существуют группы растений с родовыми названиями «пшеница», «рожь», «ячмень». К. Баугин изучил и описал около 6000 видов растений. Однако в полной мере применить бинарную номенклатуру он не смог. В некоторых случаях для названия вида использовалось до 4 слов: например, К. Баугин различал Ветреницу альпийскую белую большую и Ветреницу альпийскую белую малую. Ввести бинарную номенклатуру предпринимали и другие ученые, но безуспешно. Одним из препятствий для выделения и различения видов было отсутствие критериев вида. Разработка критериев вида. Работы Дж. Рэя. Английский естествоиспытатель Джон Рэй (1627-1705) впервые поставил вопрос о критериях вида: «Наиболее надежным критерием вида служат те характерные черты, которые проявляются при прорастании из семени... Изменения, происшедшие в индивидах, которые возникли из семени одного и того же растения, следует считать случайными и непригодными для различения видов... Один вид никогда не возникает из семени другого». Таким образом, Дж. Рэй выделил морфологический и репродуктивный критерии вида и отделил индивидуальную изменчивость от таксономических различий. Однако полностью решить вопрос о критериях вида Дж. Рэй не смог, например, Например, всех летучих мышей он относил к одному виду. По философским взглядам Дж. Рэй был последовательным теистом, одна из его работ называлась «Мудрость Бога, открывающаяся в его творении». Определение вида в школьном учебнике ботаники В.А. Корчагиной дано по Рэю: «Сходные по строению и жизнедеятельности особи относятся к одному виду, если они дают плодовитое потомство, похожее на родителей». Работы К. Линнея. Их значение для создания эволюционной теории К XVIII веку число описанных видов растений и животных достигло 10 тысяч. Столь высокий уровень видового разнообразия поставил вопрос: «А существуют ли виды объективно? Или выделение видов осуществляется на основе наших субъективных восприятий, а в действительности один вид плавно переходит в другой?». На этот вопрос ответил Карл Линней (1707–1778) – выдающийся шведский естествоиспытатель, основоположник современной систематики. Перечислим лишь некоторые заслуги К. Линнея перед наукой: Линней описал около 4000 видов животных и 7540 видов растений. Он дал каждому описанному виду название в строгом соответствии с бинарной номенклатурой. Многие из этих названий сохранились и поныне. Линней впервые описал человека как биологический вид и дал ему название – Человек разумный (Homo sapiens). Линней доказал объективность существования видов. Однако по своим взглядам К. Линней был убежденным креационистом (от лат. creatio – создание, творение). «Виды являются совершенно постоянными... Не возникает новых видов... Видов столько, сколько разных форм вначале произвело Бесконечное Существо». В то же время К. Линей допускал некоторое изменение видов под влиянием среды (почвы и климата), а также в результате гибридизации. Убежденность Дж. Рэя и К. Линнея в объективности существования видов согласовывалась с их философскими взглядами: они были объективными идеалистами, теистами и преформистами. Это означает, что объективно существуют идеальные (нематериальные) типы (идеи), а в материальном мире эти типы, или идеи воплощаются в конкретных особях. Внутривидовая изменчивость объясняется несовершенством материи. Такая концепция вида называется типологической. Для типолога существует вечный идеальный тип, а изменчивость – это иллюзия, «тень на стенах пещеры» (Платон). Типологическое мышление в биологии сохраняется до сих пор. По крайней мере, каждый вид мы называем в единственном числе. Линней окончательно ввел в науку бинарную номенклатуру и создал иерархическую искусственную систему органического мира, которая в своей основе используется до сих пор. Основными таксономическими категориями в этой системе являются класс, отряд, род и вид (а в пределах вида – разновидности). Искусственность системы К. Линнея проявлялась в том, что для классификации использовались произвольно выбранные признаки, не отражающие степень действительного сходства организмов. Например, по строению клюва в один отряд объединялись страус и павлин; по строению зубной системы в один отряд объединялись слон, морж, ленивец и муравьед; по внешнему виду в один род объединялись крокодил, ящерица и хамелеон. При классификации растений особое внимание уделялось числу тычинок в цветке. Такая система не соответствует действительным связям между разными группами организмов, однако она удобна в практической деятельности человека и поэтому элементы искусственных систем используются до сих пор. Таким образом, величайшая заслуга К. Линнея состоит в том, что он доказал объективность существования видов и опроверг веру в неограниченную способность видов к изменению. Тем самым Линней подготовил почву для создания эволюционной теории (Э. Майр, 1968). Убежденность Дж. Рэя и К. Линнея в объективности существования видов согласовывалась с их философскими взглядами: они были объективными идеалистами, теистами и преформистами. Это означает, что объективно существуют идеальные (нематериальные) типы (идеи), а в материальном мире эти типы, или идеи воплощаются в конкретных особях. Внутривидовая изменчивость объясняется несовершенством материи. Такая концепция вида называется типологической. Для типолога существует вечный идеальный тип, а изменчивость – это иллюзия, «тень на стенах пещеры» (Платон). Типологическое мышление в биологии сохраняется до сих пор. По крайней мере, каждый вид мы называем в единственном числе. Resume. Описательный период в биологии охватывает промежуток времени с конца XVI до конца XVII в. Главным результатом описательного периода является первоначальная инвентаризация живой природы – описание и классификация большого количества видов. В это время были разработаны основные понятия морфологии, заложены начала научной терминологии, выработаны принципы и методы классификации органического мира Земли. Естественнонаучные предпосылки возникновения дарвинизма 1. Эволюционная теория Ж.Б. Ламарка 2. Формирование основных эволюционных понятий 1. Эволюционная теория Ж. Б. Ламарка Французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк (1744–1829) впервые превратил проблему эволюции в предмет специального изучения и создал первое в истории стройное целостное эволюционное учение. Жан Батист Пьер Антуан де Монэ шевалье де Ламарк родился 1 августа 1744 г. в небольшом селении Базантен (Пикардия) в обедневшей дворянской семье. Первоначально Ламарк обучался в иезуитском коллеже и готовился к карьере священнослужителя. В 1760 г. Ламарк поступил в армию и участвовал в семилетней войне с Пруссией. Выйдя в отставку по состоянию здоровья, Ламарк начинает заниматься медициной и ботаникой. Главные труды Ламарка: «Флора Франции», «Система беспозвоночных животных», «Гидрогеология», «Естественная история растений», «Философия зоологии», «Естественная история беспозвоночных», «Анализ сознательной деятельности человека». Ж.Б. Ламарк ввел термин «биология» и сформулировал представления о биосфере как области жизни и наружной оболочке Земли. Ламарк скончался в 1929 г. в бедности, забытый всеми. Лишь через три года после его смерти Ж. Кювье написал о нем некролог, в котором сосредоточился на ошибках ученого. Величайшая заслуга Ламарка в том, что он совершил одну из первых попыток преодолеть «призрак извечной целесообразности», отрицая преформизм и неизменность видов. Ламарк был, в сущности, первым ученым, который начал последовательную борьбу с креационизмом. Вместо «лестницы существ» Ламарк ввел понятие градации – восхождения от простого к сложному, от несовершенного к совершенному. Градация отражает общий порядок природы, «насажденный Творцом всего сущего». Таким образом, по своим взглядам Ламарк был одновременно и деистом, и телеологом. Линнеевский вид не может эволюционировать. Но других концепций вида в XIX веке не было. Поэтому Ламарк, отрицая неизменные линнеевские виды, отрицал существование видов вообще. Ламарк впервые попытался выявить движущие силы эволюции, используя учение о флюидах, широко распространенное в его время. Флюиды – это гипотетические вездесущие материальные частицы. Флюиды способны взаимодействовать с любым предметом, а затем переносить частицу информации об этом предмете к другим предметам. Флюиды способны проникать в организм и изменять его в соответствии с характером информации. Высшие организмы способны самостоятельно вырабатывать флюиды. Эти флюиды становятся частицами силы воли, и высшие организмы способны сами изменять себя, то есть управлять собственным онтогенезом. В начале XIX века в биологии было распространено убеждение о наследуемости благоприобретенных признаков. Благоприобретенные признаки – это признаки, сформированные под влиянием флюидов. Тогда изменения в онтогенезе передаются потомкам и могут многократно усиливаться в чреде онтогенезов, то есть в филогенезе. В качестве движущих сил эволюции Ламарк рассматривал следующие гипотетические явления. 1. Прямое влияние среды на наследственность у растений и низших животных. Пример: изменчивость листьев стрелолиста в зависимости от степени погруженности в воду, а точнее – в зависимости от освещенности. Подобные взгляды высказывали трансформисты Ж. Бюффон, Э.Ж. Сент-Илер (жоффруизм). 2. Закон упражнения и неупражнения: упражняемый орган совершенствуется, а неупражняемый – редуцируется. Пример: формирование длинной шеи у жирафа. 3. Волевые усилия у высших животных. Пример: рога у парнокопытных. В учении о возможности добиться успеха путем личных усилий проявляется антропоморфизм Ламарка. 4. В конце жизни Ламарк допускал явление естественного отбора: неудачные изменения приводят к гибели организмов и не передаются последующим поколениям. Однако эволюционные взгляды Ж. Б. Ламарка не были подкреплены экспериментальным материалом, поэтому предложенные им движущие силы эволюции и механизмы эволюции оказались вымышленными. В то же время, эволюционные построения Ламарка обладают кажущейся стройностью и логичностью. Для понимания эволюционной теории Ламарка не требуется глубокого знания биологии. Поэтому в XX в. учение Ж.-Б. Ламарка получило дальнейшее развитие в виде различных форм неоламаркизма: 1. Механоламаркизм – прямое приспособление и наследование благоприобретенных признаков. 2. Ортоламаркизм – включает идеи предопределенности: телеологию, ортогенез, номогенез, преформизм. 3. Психоламаркизм – использует понятия «жизненная сила», «клеточная душа». 4. Организмоцентризм. Единица эволюции – особь; ведущая форма отбора – соматический отбор. 2. Формирование основных эволюционных понятий Создание эволюционной теории Ч. Дарвина основывалась на многочисленных работах его предшественников. Основные эволюционные понятия были сформулированы в трудах философов и естествоиспытателей Нового времени. Перечислим лишь некоторых из предшественников Ч. Дарвина. Томас Гоббс (английский философ-материалист, 1588-1679 гг.). В природе существует «борьба всех против всех» (bellum omnia contra omnes), но в человеческом обществе при наличии сильной власти эта борьба прекращается, и отношения между людьми становятся цивилизованными. Томас Роберт Мальтус (английский священник, экономист, автор книги «Опыт о законе народонаселения», автор теории «убывающего плодородия почв», 1766-1834). В человеческом обществе рост населения происходит в геометрической прогрессии (2-4-8-16-32-64...), а объем освоенных ресурсов увеличивается в арифметической прогрессии (1-2-3-4-5-6...). Рано или поздно численность новорожденных превышает объем доступных ресурсов, что приводит к голоду, социальным конфликтам, войнам, эпидемиям. Мальтус видел выход из этого положения в регуляции рождаемости. В начале XIX века формируются представления о естественном отборе, сформулированные в работах У. Уэллса (1813), П. Мэттью (1831) и Э. Блита (1835-1837). Уильям Уэллс считал, что расовые различия у людей возникли в ответ на действие условий обитания: особи, менее устойчивые к местным заболеваниям, постепенно вымирали. В дальнейшем расовые различия закрепились вследствие социальной изоляции. Патрик Мэттью предположил, что в ходе борьбы за существование выживают особи, наиболее соответствующие условиям своей среды, то есть действует «отбор при помощи закона природы». Одновременно Мэттью поддерживал и взгляды Ламарка, и теорию катастроф. Эдвард Блит утверждал, что в природе существует жестокая конкуренция, и поэтому только сильнейшие, наиболее приспособленные к условиям данной местности особи могут оставить потомство. Блит был сторонником теории неизменности видов и считал, что отбор способствует сохранению постоянства видов. Чарльз Лайель (точнее, Лайл Чарлз, Lyell Charles, английский геолог) в своей книге «Основы геологии» (1830-1833) опроверг идею неизменности нашего мира и теорию катастроф. Лайель сформулировал принципы униформизма, актуализма и принцип накопления мелких изменений. Сущность принципа униформизма – причины геологической эволюции в настоящем – те же, что и в прошлом. Сущность принципа актуализма – изучая настоящее, можно восстановить и прошлое. Сущность принципа накопления мелких изменений – даже очень медленные процессы за длительное время приводят к глобальным изменениям. В то же время Лайель отрицал возможность биологической эволюции: «Свойства, первоначально приданные, длятся до тех пор, пока каждый вид остается на Земле». Другой современник Дарвина Альфред Уоллес (1823-1913) сформулировал собственную теорию эволюцию, сходную с дарвиновской. Таким образом, заслуга Ч. Дарвина не в том, что он придумал основные эволюционные понятия, а в том, что он обобщил опыт своих предшественников и создал стройную, логически непротиворечивую теорию эволюции, базирующуюся на достижениях научной мысли Нового времени. Основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина |