4.Развитие биологии

Биология XVIII века

Ж.Бюффон одним из первых изложил концепцию трансформизма – ограниченной изменчивости видов и происхождения видов в пределах относительно узких подразделений (от единого предка) под влиянием среды. Догадывался о роли искусственного отбора и сформулировал идею единства живой природы и единства плана строения живых существ.

К.Линней своей искусственной классификацией (другая тогда была невозможна) подытожил период эмпирического накопления биологических знаний, разделив царства растений и животных на классы, отряды, роды, виды; описал более 10тыс. видов растений и более 4 тыс. видов животных.

В первой половине XVIII века обостряется борьба преформизма и эпигенеза. Сторонники преформизма были рационалистами и считали, что разум определяет конечный результат познания независимо от результатов наблюдения. Для сторонников же эпигенеза была характерна постоянная приверженность опытному изучению эмбриогенеза. Позиция эпигенеза была более перспективной. Эпигенетики отказались от идеи божественного творения живого и сумели подойти к научной постановке проблемы происхождения жизни.

Идея эволюции

В середине XVIII века широко распространяются идеи трансформизма: одни считали, что виды не изменяются, изменяются лишь разновидности; другие – что виды могут изменяться в ограниченных пределах под действием внешних условий, гибридизации.

Переход от трансформизма к эволюции произошел на рубеже XVIII –XIX вв.

Большой вклад в методологию биологического познания внес Ж.-Б.Ламарк. Он считал, что творение нового – это божественный акт, а производство – естественный закономерный процесс порождения природой новых форм. Природные формы не содержат в себе ничего, что связывало бы их с божественной субстанцией, и потому их познание должно ориентироваться лишь на материальные причины.

Его идеи нашли отклик в работах Тревирануса, который был сторонником представления об эволюции живой природы из бесформенной материи, всех видов живых существ от одного корня.

В ходе конкретизации идеи развития был построен ряд теоретических гипотез: ламаркизм, катастрофизм и униформизм.

Ламаркизм

Предпосылкой создания концепции являлся колоссальный эмпирический материал, который был накоплен, систематизирован в искусственных системах. Базой концепции эволюции Ламарка были следующие фактические обстоятельства:

• наличие в систематике разновидностей, которые занимают промежуточное положение между двумя видами

• изменение видовых форм при переходе их в иные экологические и географические условия

• трудности классификации близких видов и наличие в природе большого количества так называемых сомнительных видов, факты гибридизации

• обнаружение ископаемых форм

• изменения, претерпеваемые животными при их одомашнивании и растениями при их окультуривании

Эти данные Ламарк обобщил на основе новых теоретических и методологических представлений:

1. подчеркивает время как фактор эволюции органических форм

2. проводит представление о развитии органических форм как о естественном процессе восхождения их от низших к высшим

3. включает роль среды в развитии органических форм

и сформулировал гипотезу эволюции на принципах градации (стремлении к совершенству) и прямого приспособления к внешним условиям (изменении под действием упражнения и наследование приобретенных признаков).

Согласно этой теории, современные виды живых существ произошли от ранее живших, путем приспособления, обусловленного их стремлением лучше гармонизировать со средой.

Катастрофизм

Это одна из гипотез, в которой прогресс органических форм объясняется через признание неизменяемости отдельных биологических видов (Ж.Кювье, Л.Агассис, Р.Оуэн и др.).

К эмпирическим предпосылкам катастрофизма относятся:

• отсутствие палеонтологических связей между исторически сменяющимися друг друга флорами и фаунами;

• существование резких перерывов между смежными геологическими слоями;

• отсутствие переходных форм между современными и ископаемыми видами;

• малая изменяемость видов на протяжении культурной истории человечества;

• устойчивость, стабильность современных видов;

• редкость образования межвидовых гибридов;

• обнаружение обширных излияний лавы;

• обнаружение смены земных отложений морскими и наоборот;

• наличие перевернутых слоев, существование трещин в пластах и глубинных разломов коры;

• длительность существования Земли 100 тыс. лет.

Теоретической основой катастрофизма являлся принцип разграничения действующих в настоящее время и действовавших в прошлом сил и законов природы. Раньше действовали мощные, катастрофические силы, природная мощность которых не может быть установлена средствами научного анализа. Наука может судить лишь об их последствиях. Катастрофы были внезапными, с неравномерной скоростью процессов преобразования поверхности Земли.

С точки зрения Кювье, те незначительные изменения, которые имели место в периоды между катастрофами, не могли привести к качественному преобразованию видов.

Критикуя упрощенные трактовки биологической эволюции, катастрофизм внес вклад в становление дарвинизма.

Униформизм

К эмпирическим предпосылкам униформизма относятся:

• возраст Земли значительно больше, чем предполагали катастрофисты;

• способность рек прорезать огромные ущелья в пластах лавы;

• установление причинной связи между вулканизмом и иектоническими нарушениями;

• установление, что третичное время состоит из нескольких периодов;

• факты медленных, без катастроф поднятий суши

Униформизм опирался на следующие теоретические принципы:

• единообразие действующих факторов и законов природы, их неизменяемость на протяжении истории Земли;

• непрерывность действия факторов и законов, отсутчтвие всяческих переворотов, скачков в истории Земли

• суммирование мелких отклонений в течение громадных периодов времени;

• потенциальная обратимость явлений и отрицание прогресса в развитии.

Тем не менее униформиз являлся ограниченной теорией; сведя развитие к цикличности, он не видел в нем необратимости; с точки зрения сторонников, земля не развивается в определенном направлении, она просто изменяется случайным, бессвязным образом.

Дарвиновская революция

Трудности создания теории эволюции были связаны с рядом обстоятельств:

1. господством представления о том, что сущность органических форм неизменна и внеприродна и как таковая может быть изменена лишь Богом

2. не сложились объективные критерии процесса и результата биологического исследования

3. не был ясен характер взаимосвязи теории и опыта

4. был не развит понятийный аппарат биологии

Эмпирические предпосылки эволюционной теории были обусловлены развитием палеонтологии, эмбриологии, сравнительной анатомии, систематики, физиологии, биогеографии, геологии. Большое значение имела идея единства растительного и животного мира. В 1830-е гг. Шлейден и Шванн разработали клеточную теорию, в соответствии с которой образование клеток является универсальным принципом развития любого организма.

Ч.Дарвин в создании своей теории опирался на колоссальный эмпирический материал, собранный предшественниками и им самим в ходе кругосветного путешествия («Бигль»).

Теория построена на двух фактора – наследственности и изменчивости и связи их с представлением о приспособлении. Дарвин понимал, что непосредственно связать наследственность, изменчивость и приспособляемость нельзя.

Он разграничил изменчивость на определенную и неопределенную. Определенная изменчивость – способность особей одного и того же вида в определенных условиях одинаковым образом реагировать на эти условия. Неопределенная изменчивость – существование в организме изменений, которые происходят в разных направлениях, она носит наследственный характер (мутация).

В цепь наследственность-изменчивость Дарвин ввел два звена: борьба за существование и естественный отбор. Борьба за существование неизбежно ведет к гибели определенного числа особей. В результате размножаются наиболее приспособленные, передающие из поколения в поколение новые свойства.

Таким образом, Дарвин создал первую фундаментальную теорию в биологии и заложил основания способа познания исторического аспекта органических систем.