39. Эволюционные теории развития. Кювье и его теория катастроф.

Аристотеля(384-322 до н. э.) Именно он первым сформулировал теорию непрерывного развития живого из неживой материи, создав представление о «лестнице природы» применительно к миру животных. Во всех орг. телах он различал две стороны: материю, обладающую различными возможностями и форму – душу. Аристотель различал три вида души: растительная, присущая растениям; чувствующая, свойственная животным и разумная, которой наделён только человек. Большой вклад в создание сист. взглядов о теории эволюции внес Карл Линней (1707-1778). Он предложил систему: класс отряд род вид. Под последним он понимал группу организмов, происходящих от общих предков и дающих при скрещивании плодовитое потомство. Всех животных Линней разделил на 6 классов (млекопитающие, птицы, амфибии, рыбы, насекомые и черви) поместив Человека рядом с обезьянами, оговорившись что близость в системе не говорит о кровном родстве. Вопроса о происхождении видов для Линнея не существовало. Он полагал, что все виды созданы «всемогущим творцом». Выдающаяся заслуга в создании первого эволюционного учения принадлежит франц. Естествоиспытателю Ламарку (1744-1829).Он изложил историю развития органич. мира, отвергая идею постоянства видов и противопоставляя ей их изменяемость. Ламарк не сомневался, что живое происходит от неживого. Он считал, что природа создает простейшие животные существа, а сложные организмы возникают путем их медленного и постепенного усложнения. Такое процесс Ламарк назвал градацией. По его мнению все живые существа как бы поднимаются по ступенькам лестницы, Однако Ламарк допустил серьезные ошибки прежде всего в понимании факторов эволюционного процесса, выводя их из якобы присущего всему живому стремления к совершенству. Также неверно он понимал причины приспособленности , прямо связывая их с влиянием окружающей среды. Это породило очень распространенные, но научно необоснованные представления о наследовании признаков, приобретаемых организмами под непосредственным воздействием среды. Но при всех крупных недочетах идеи Ламарка легли в основу первой эволюционной теории.

Основные принципы эволюционной теории Ч. Дарвина. Сущность дарвиновской концепции эволюции сводится к ряду логичных, проверяемых в эксперименте и подтвержденных огромным количеством фактических данных положений:

1.              В пределах каждого вида живых организмов существует огромный размах индивидуальной наследственной изменчивости по морфологическим, физиологическим, поведенческим и любым другим признакам. Эта изменчивость может иметь непрерывный, количественный, или прерывистый качественный характер, но она существует всегда.

2.                              Все живые организмы размножаются в геометрической прогрессии.

3.                              Жизненные ресурсы для любого вида живых организмов ограничены, и поэтому должна возникать борьба за существование либо между особями одного вида, либо между особями разных видов, либо с природными условиями. В понятие «борьба за существование» Дарвин включил не только собственно борьбу особи за жизнь, но и борьбу за успех в размножении.

4.                              В условиях борьбы за существование выживают и дают потомство наиболее приспособленные особи, имеющие те отклонения, которые случайно оказались адаптивными к данным условиям среды. Это принципиально важный момент в аргументации Дарвина. Отклонения возникают не направленно — в ответ на действие среды, а случайно. Немногие из них оказываются полезными в конкретных условиях. Потомки выжившей особи, которые наследуют полезное отклонение, позволившее выжить их предку, оказываются более приспособленными к данной среде, чем другие представители популяции.

5.                              Выживание и преимущественное размножение приспособленных особей Дарвин назвал естественным отбором.

6.                              Естественный отбор отдельных изолированных разновидностей в разных условиях существования постепенно ведет к дивергенции (расхождению) признаков этих разновидностей и, в конечном счете, к видообразованию.

На этих постулатах, безупречных с точки зрения логики и подкрепленных огромным количеством фактов, была создана современная теория эволюции.

Главная заслуга Дарвина в том, что он установил механизм эволюции, объясняющий как многообразие живых существ, так и их изумительную целесообразность, приспособленность к условиям существования. Этот механизм — постепенный естественный отбор случайных ненаправленных наследственных изменений.

Эволюционные воззрения Ламарка.  Основой воззрений Ламарка, как уже говорилось, стало положение о том, что материя и законы ее развития  были созданы творцом. Ламарк проанализировал сходства и различия между живой и неживой материей и  перечислил их. Важнейшим из таких отличий является способность реагировать на внешние раздражители. Ламарк  осознавал, что живая материя устроена гораздо сложнее, чем мертвая, но все же не признавал за ней способности к  жизни. По его мнению, причина жизни лежит не в самом живом теле, а вне его.  Внешнее по отношению к живому организму пространство как бы пронизано какими-то вездесущими,  тонкими и неуловимыми флюидами, которые соприкасаясь с особой организацией материи (с живой материей) ,  поддерживают в ней жизнь. Если живая материя разрушается, то флюиды уже не могут поддерживать в ней жизнь.  У сложноустроенных организмов влияние этих флюидов происходит через нервную систему. Таким образом,  живой организм напоминает нечто вроде радиоприемника, улавливающего радиоволны и работающего под их  воздействием.  Жизнь, по мнению Ламарка, может самопроизвольно зарождаться на Земле и продолжает зарождаться в  настоящее время. В 17 веке существовали представления, что для самозарождения мышей необходима темнота и  зерно, а для самозарождения червей гнилое мясо. Однако успехи науки 18 века опровергли такие воззрения. Было  замечено, что черви в мясе не заводятся, если его предварительно не посетили мухи и. т.п.  Тем не менее, Ламарк полагает, что глисты и кишечно-полостные все же могут самозарождатся. Одноклеточные, по его мнению, способны к самозарождению абсолютно точно. Он считает что никто не может  доказать того что все одноклеточные образовались только в результате деления других одноклеточных, а не  зародились сами под влиянием тепла, влаги и электричества. По его мнению, такое самозарождение происходит в  природе постоянно. 

Далее Ламарк предполагает, что все животные и растения, имеющие более высокую организацию, чем  одноклеточные, появились в результате долговременного развития живых организмов.  Все организмы были поделены Ламарком на 14 классов и размещены на “лестнице существ” в следующем  порядке: Ступень 1: классы Инфузурии и Полипы Ступень 2: Лучистые и Черви Ступень 3: Насекомые и Паукообразные Ступень 4: Ракообразные и Кольчецы Ступень 5: Усоногие и Моллюски Ступень 6: Рыбы, Рептилии, Птицы и Млекопитающие.  “Лестница существ” отображает эволюцию животного мира, а не статичную его картину, показывающую  усложнение организации материи (как это было до Ламарка) . Каждый последующий класс произошел из  предшествующего и обладает более сложной организацией чем тот. Резкие скачки сложности организации, то есть,  то что сейчас называется араморфозом, были названы Ламарком градациями. По его мнению, они вызваны  внутренним стремлением живой материи к усложнению организации, такое стремление к совершенству является  свойством материи, заложенным в нее создателем. Эти скачки происходят не в одночасье, на то чтобы они  произошли, требуется очень много времени.  Целостное единство представляют из себя только классы, в то время как виды, по мнению ученного, не  представляют из себя дискретной единицы и находятся в постоянном движении и изменении. Границ между  видами, по мнению Ламарка, нет, и переходы от одного вида к другому происходят постепенно.  В пределах одного класса изменение форм происходит под воздействием внешних условий. Такое  изменение (что-то вроде того, что сейчас называется идиоадаптацией) по мнению Ламарка, состоит из следующих  последовательных процессов: Изменение условий внешней среды; Изменение потребностей животного, Изменение его действий, Выработка новых привычек Упражнение органов, необходимых для выполнение этих привычек и неупражнение органов для этого  ненужных, Изменение органов под влиянием длительного упражнения или неупражнения (1- й закон Ламарка) Закрепление изменений произошедших в организме в результате передачи их по наследству (2-й закон  Ламарка).  Упражнение органов происходит в результате того, что к ним под воздействием воли животного  происходит усиленный приток “жидкостей” . Например предку жирафа необходимо достать листву с высокого дерева, он пытается вытянуть шею, туда притекают “жидкости” и шея немного удлиняется, этот признак передается  по наследству. Если необходимость в удлинение шеи происходит и потомков, то шея у животных в течение ряда  поколений удлиняется очень сильно. Органы могут появляться в результате такого притока жидкостей под  влиянием воли животных, как например рога у оленей. Если органы не упражняются, как глаза у крота, то приток  жидкостей к ним замедляется и органы постепенно атрофируются.  Такое направление притока “жидкостей” возможно лишь у высокоорганизованных животных. У низших  животных и растений изменение органов возможно только непосредственно под воздействием внешних условий,  например как изменение формы листьев у водного лютика под водой и над водой.  Итак, как мы увидели, Ламарк внес существенный вклад в развитие теории эволюции. Во-первых он создал  первую целостную теорию, в которой скомпоновал многие правильные идеи, выдвинутые в течении 2-х веков до  него. Его теория была во многом материалистическая, то есть не основанная на абстрагированных от  действительности теологических и философско-идеалистических представлений. В теории Ламарка ясно поставлен  знак равенства между изменением организма и его стремлением приспособится к окружающей среде. Конечно, при  уровне развития науки в начале 19 века, Ламарк не мог ответить на многие вопросы с материалистических  позиций, а если и пытался делать это, то часто неправильно. Но все же теория Ламарка стала важной вехой в  развитие представлений об эволюции и во многом предопределило его дальнейшее направление.

Теория катастроф - геологическая концепция, согласно которой в истории Земли периодически повторяются события, внезапно изменяющие первично горизонтальное залегание горных пород, рельеф земной поверхности и уничтожающие все живое. Теория катастроф выдвинута в 1812г. Ж.Кювье для объяснения смены фаун и флор, наблюдаемых в геологических пластах.

Катастрофизм - учение 1-й половины 19 в., рассматривавшее геологическую историю Земли как чередование длительных эпох относительного покоя и сравнительно коротких катастрофических событий, резко преображавших лик планеты. Идея о катастрофах, зародившаяся в глубокой древности, в 17-18 вв. стала использоваться для истолкования геологической истории. Но т.к. длительность существования Земли до начала 19 в. оценивалась не более чем в 100 тыс. лет, было трудно объяснить действием обычных причин зафиксированные в толщах пород огромные изменения, претерпевавшиеся Землёй и её органическим миром в прошлом. Стремясь найти выход из этого затруднения, французский естествоиспытатель Ж. Кювье в 1812 выдвинул гипотезу о катастрофах (переворотах), во время которых на большей части планеты якобы погибало всё живое, а затем опустошённые места заселялись другими видами организмов, пережившими катастрофу в отдалённых районах. Это была попытка не только объяснить грандиозность прошлых преобразований Земли, но и преодолеть противоречие между господствовавшими убеждениями в неизменности видов и уже тогда прочно установленным фактом многократной смены в геологическом разрезе отличных друг от друга ископаемых флор и фаун. Идеи Кювье развивали французский палеонтолог А. д'Орбиньи, швейцарский геолог Л. Агассис, английский геолог А. Седжвик и др., насчитывавшие в геологической истории Земли 27 катастроф, во время которых якобы погибал весь органический мир. После каждой катастрофы, по представлениям этих учёных, в результате очередного божественного "акта творения" создавались совершенно новые растения и животные, не связанные с ранее существовавшими; каждый раз они были более сложно и совершенно организованы, чем предшествующие. В периоды между катастрофами никакого развития и изменений вновь созданные живые существа якобы не претерпевали. Концепция катастрофизма и неоднократных творческих актов согласовывалась с библейской версией творения мира. Принимая эту концепцию, можно было объяснить современное состояние поверхности Земли как результат последнего во времени творческого акта.

Тем не менее, катастрофизм первой половины 19 в. сыграл положительную роль в развитии биостратиграфии, поскольку учением о резких границах между различными по возрасту толщами и качественным своеобразием органического мира каждого периода (эпохи, века) он способствовал укреплению понятия о руководящих окаменелостях. Положительным было и то, что благодаря К. т. широко распространились идеи о прогрессе в органическом мире и об эпизодических событиях, нарушающих однообразие в истории Земли. Это способствовало формированию в дальнейшем представлений о сочетании эволюционного и скачкообразного развития. В середине 19 в. К. т. стала утрачивать своё значение в геологии благодаря победе представлений о том, что ныне действующих геологических факторов достаточно для осуществления за длительный срок всех перемен, зафиксированных в разрезе (Ч. Лайель). Позднее катастрофизм был побежден и в биологии в результате развития эволюционных представлений (Ч. Дарвином и др.). Однако отказ от идей катастрофизма не был окончательным: в 1-й половине 20 в. они частично возродились в форме так называемого неокатастрофизма - представления об одновременных на всей планете фазах складчатости и горообразования, прерывающих длительные эпохи относительного покоя и медленной эволюции коры (нем. геолог Х. Штилле и его последователи); высказываются мысли о катастрофических событиях во Вселенной, вызывающих усиленную радиацию, обусловливающую гибель одних групп организмов и быстрые мутационные изменения других, приводящие к возникновению новых видов и родов живых организмов (нем. палеонтолог О. Шиндевольф). Убедительная критика идей неокатастрофизма в тектонике дана Н. С. Шатским, а в палеонтологии - Л. Ш. Давиташвили.