Когда возникла жизнь на Земле или закончилась ли наша эволюция? Эволюция - это какое явление? Факторы эволюции. Эволюция человека и общества

Из архивов «Континента»

Хорошо известно, что наша Вселенная образовалась около 14 миллиардов лет тому назад в результате гигантского взрыва, известного в науке как Big Bang. Возникновение Вселенной “из ничего” не противоречит известным законам физики: положительная энергия вещества, образовавшегося после взрыва, в точности равна отрицательной энергии гравитации, так что полная энергия такого процесса равна нулю. В последнее время ученые обсуждают также возможность образования и других вселенных – “пузырей”. Мир, согласно этим теориям, состоит из бесконечного числа вселенных, о которых мы пока еще ничего не знаем. Интересно, что в момент взрыва образовалось не только трехмерное пространство, но, и что очень важно, и время, связанное с пространством. Время – причина всех тех изменений, которые произошли во Вселенной после Big Bang. Эти изменения происходили последовательно, шаг за шагом по мере возрастания стрелы времени, и включают в себя образование огромного числа галактик (порядка 100 млрд.), звезд (число галактик умноженное на 100 млрд.), планетных систем и в конечном счете самой жизни, включая разумную жизнь. Чтобы представить себе, как много звезд во Вселенной, астрономы приводят такое любопытное сравнение: число звезд в нашей Вселенной сравнимо с числом песчинок на всех пляжах Земли, включая моря, реки и океаны. Вселенная, замороженная во времени, была бы неизменной и мало интересной и в ней не было бы никакого развития, т.е. всех тех изменений, которые произошли потом и в конечном счете привели к существующей картине мира.

Возраст нашей Галактики 12.4 миллиардов лет, а нашей солнечной системы 4.6 млрд. лет. Возраст метеоритов и самых старых камней на Земле немного меньше 3.8-4.4 млрд. лет. Первые одноклеточные организмы, лишенные ядер прокариоты и зелено-голубые бактерии, появились 3.0-3.5 млрд. лет тому назад. Это простейшие биологические системы, способные образовывать протеины, цепи аминокислот, состоящие из основных элементов жизни С, Н, О, N, S, и ведущие независимый образ жизни. Простые зелено-голубые “аlgае”, т.е. водяные растения без сосудистых тканей и “archaebacteria” или старые бактерии (используемые для приготовления лекарственных препаратов) и сегодня важная часть нашей биосферы. Эти бактерии – первое успешное приспособление жизни на Земле. Интересно, что зелено-голубые бактерии и другие прокариоты почти не изменились в течение млрд. лет, в то же время исчезнувшие динозавры и другие виды уже никогда не могут возродиться снова, т.к. условия на Земле сильно изменились, и они уже не могут пройти через все те этапы развития, которые они прошли в те далекие годы. Если по тем или иным причинам жизнь на Земле прекратится (из-за столкновения с гигантским метеоритом, в результате взрыва соседней к солнечной системе суперновой или нашего собственного самоуничтожения), она не может начаться вновь в том же виде, ибо теперешние условия в корне отличаются от тех, которые были около четырех млрд. лет тому назад (например, наличие свободного кислорода в атмосфере, а также изменение фауны Земли). Эволюция, уникальная по своей сути, уже не может повториться в том же виде и пройти все те этапы, через которые она прошла за минувшие миллиарды лет. Доктор Пайсон из Лос-Аламосской Национальной Лаборатории США высказал весьма любопытную мысль о роли эволюции в организации системы живых структур: “Жизнь – это последовательность молекулярных взаимодействий. Если мы откроем в биологии принцип иной, чем эволюция, мы научимся создавать живые системы лабораторным путем и таким образом понять механизм образования жизни”. Причина, почему мы не можем лабораторным путем осуществить превращение видов (например, мухи дрозофилы в какой-нибудь другой вид), состоит в том, что в естественных условиях на это понадобились миллионы лет, и мы сегодня не знаем другого принципа, как вызвать такое превращение.

По мере увеличения количества прокариотов они “изобрели” явление фотосинтеза, т.е. сложную цепь химических реакций, в которых энергия солнечного света вместе с углекислым газом и водой преобразуется в кислород и глюкозу. В растениях фотосинтез осуществляется в хлоропластах, которые содержатся в их листьях, приводя к атмосферному кислороду. Атмосфера, насыщенная кислородом, появилась 2-2.5 млрд. тому назад. Эукариоты, многоклеточные клетки, содержащие ядро с генетической информацией, а также органеллы, образовались 1-2 млрд. лет тому назад. Органеллы содержатся в клетках прокариотов, а также в клетках животных и растений. ДНК – это генетический материал любой живой клетки, в которой содержится наследственная информация. Наследственные гены расположены в хромосомах, которые содержат протеины, связанные с ДНК. Все организмы – бактерии, растительный и животный миры – несмотря на гигантское разнообразие видов, имеют общее происхождение, т.е. имеют общего предка (common ancestor). Дерево жизни состоит из трех основных ветвей – Bacteria, Archaea, Eukaria. В последнюю группу входит весь растительный и животный мир. Все известные живые организмы образуют протеины, используя лишь 20 основных аминокислот (хотя общее количество аминокислот в природе равно 70), а также используют одну и то же молекулу энергии АТФ для запаса энергии в клетках. Они также используют молекулы ДНК для передачи генов из одного поколения другому. Ген – это фундаментальная единица наследственности, часть ДНК, который содержит информацию, необходимую для синтеза протеина. Различные организмы имеют сходные гены, которые могут подвергаться мутации или улучшаться в течение длительной эволюции. От бактерий до амеб и от амеб до человека) гены ответственны за характеристики организмов и улучшение видов, тогда как протеины поддерживают жизнь. Все живые организмы используют ДНК, чтобы передать свои гены другому поколению. Генетическая информация передается от ДНК протеину путем сложной цепочки превращений посредством РНК, которая подобна ДНК, но отличается от нее своей структурой. В цепочке превращений химия®биология®жизнь синтезируется органическая молекула. Биологам хорошо известны все эти превращения. Самое удивительное из них – расшифровка генетического кода (The Human Genome Project), которая поражает воображение как сложностью, так и совершенством. Генетический код универсален для всех трех ветвей дерева жизни.

Самый интересный вопрос, некоторый человечество ищет ответ в течение всей своей истории, это как возникла первая жизнь и, в частности, зародилась ли она на Земле или же была привнесена из межзвездной среды с помощью метеоритов. Все основные молекулы жизни, включая аминокислоты и ДНК, найдены и в метеоритах. Теория направленной пансмермии (panspermia) предполагает, что жизнь возникла в межзвездном пространстве (интересно, откуда?), мигрирует через огромное пространство, однако эта теория не может объяснить, как жизнь может сохраниться в суровых условиях космоса (опасная радиация, низкие температуры, отсутствие атмосферы и т.д.). Ученые придерживаются теории, согласно которой естественные, хотя и примитивные условия на Земле привели к образованию простых органических молекул, а также к развитию форм различной химической активности, которые, в конечном счете, запустили дерево жизни. В очень интересном эксперименте Miller and Urey, выполненном в 1953 году, они доказали образование сложных органических молекул (альдегидов, карбоксилов и аминокислот) путем пропускания мощного электрического разряда – аналога молнии в естественных условиях – через смесь газов CН4, NH3, H2O, H2, которые имелись в первичной атмосфере Земли. Этот эксперимент продемонстрировал, что основные химические компоненты жизни, т.е. биологические молекулы, могут быть естественным путем сформированы путем симуляции примитивных условий на Земле. Однако, никакие формы жизни, включая полимеризацию молекул ДНК, не были обнаружены которые, по-видимому, могли возникнуть только в результате длительной эволюции.

Тем временем стали появляться более сложные структуры, огромные клетки – органы и большие живые образования, состоящие из млн. и млрд. клеток (например, человек состоит из десяти триллионов клеток). Сложность системы зависела от прошедшего времени и глубины естественного отбора, который сохранял виды, наиболее приспособленные к новым условиям жизни. Хотя все простые эукариоты воспроизводились путем деления, более сложные системы образовывались половым путем. В последнем случае каждая новая клетка берет половину генов от одного родителя и вторую половину от другого.

Жизнь в течение очень длительного периода ее истории (почти 90%) существовала в микроскопических и невидимых формах. Примерно 540 млн. лет тому назад начался совершенно новый революционный период, известный в науке как Cambrian era. Это период бурного возникновения огромного количества многоклеточных видов с твердой оболочкой, скелетом и мощным панцирем. Появились первые рыбы и позвоночные, растения из океанов начали мигрировать по всей Земле. Первые насекомые и их потомки способствовали распространению по Земле и животного мира. Последовательно стали появляться насекомые с крыльями, амфибии, первые деревья, пресмыкающиеся, динозавры и мамонты, первые птицы и первые цветы (динозавры исчезли 65 млн. лет тому назад, по-видимому, вследствие гигантского столкновения Земли с массивным метеоритом). Затем наступил период дельфинов, китов, акул и приматов, прародителей обезьян. Примерно 3 млн. лет тому назад появились существа с необычайно большим и сильно развитым мозгом, hominids (первые предки людей). Появление первого человека (homo sapiens) датируется 200,000 лет тому назад. Согласно некоторым теориям, появление первого человека, который качественно отличается от всех других видов животного мира, возможно, является результатом сильной мутации hominids, которое явилось источником образования новой аллели (allele) – измененной формы одного из генов. Появление современного человека датируется примерно 100,000 лет – тому назад, исторические и культурные свидетельства нашей истории не превышают 3000-7 4000 лет, однако технологически – развитой цивилизацией мы стали совсем недавно, всего лишь 200 лет назад!

Жизнь на Земле – это продукт биологической эволюции, насчитывающей примерно 3.5 млрд. лет. Появление жизни на Земле – это результат большого числа благоприятных условий – астрономических, геологических, химических и биологических. Все живые организмы от бактерий до человека имеют общего предка и состоят из нескольких основных молекул, присущих всем объектам нашей Вселенной. Главные свойства живых организмов – они имеют реакцию, растут, размножаются и передают информацию от одного поколения другому. Мы, земная цивилизация, несмотря на свой юношеский возраст, многого достигли: освоили атомную энергию, расшифровали генетический код человека, создали сложные технологии, стали экспериментировать в области генной инженерии (синтетической жизни), занимаемся клонированием, работаем над увеличением продолжительности нашей жизни (уже сегодня ученые обсуждают возможность увеличения продолжительности жизни до 800 и более лет), начали летать в космос, изобрели компьютеры и даже пытаемся вступить в контакт с внеземной цивилизацией (программа SETI, Search for Extraterrestrial Intelligence). Т.к. другая цивилизация пройдет совершенно другой путь развития, она полностью будет отличаться от нашей. В этом смысле каждая цивилизация по-своему уникальна – возможно, – это одна из причин, почему программа SETI оказалась безуспешной. Мы стали вмешиваться в святая святых, т.е. в процессы, которые в естественной среде занимали бы миллионы и миллионы лет.

Чтобы лучше понять, как мы молоды, предположим, что полная история Земли равна одному году и что наша история началась 1 января. В этой шкале уже 1 июня появились прокариоты и зелено-голубые бактерии, которые вскоре привели к насыщенной кислородом атмосфере. Cambrion эра началась 13 ноября. Динозавры жили на Земле с 13 по 26 декабря, а первые hominids появились днем 31 декабря. К Новому году мы, уже современные люди, послали первое послание в космос – в другую часть нашей Галактики. Только примерно через 100,000 лет (или по нашей шкале через 15 минут) наше послание (не прочитанное еще никем) покинет нашу Галактику и устремится к другим галактикам. Будет ли оно прочитано когда-нибудь? Мы этого не узнаем. Вероятнее всего нет.

Для возникновения в другой части Вселенной цивилизации, подобной нашей, не только потребуются миллиарды лет. Важно, чтобы такая цивилизация имела достаточно времени для своего развития и превращения в технологическую, а главное не уничтожила себя (это другая причина, почему мы не можем найти другую цивилизацию, хотя мы ее ищем более 50 лет: она, возможно, погибает раньше, чем успевает стать технологической). Наша технология может оказать пагубное влияние на атмосферу. Уже сегодня мы озабочены появлением озоновых дыр в нашей атмосфере, которые сильно увеличились за последние 50 лет (озон – трехатомная молекула кислорода, которая, в общем, является ядом). Это – результат нашей технологической активности. Озоновая оболочка предохраняет нас от опасного ультрафиолетового излучения Солнца. Такое излучение, при наличии озоновых дыр, приведет к повышению земной температуры и как результат – к глобальному потеплению (global warming). Поверхность Марса сегодня стерильна из-за отсутствия озонового слоя. За последние 20 лет озоновая дыра в атмосфере Земли возросла до размеров большого континента. Увеличение температуры даже на 2 градуса приведет к таянию льдов, возрастанию уровня океанов, а также к их испарению и опасному увеличению углекислого газа в атмосфере. Затем произойдет новое потепление атмосферы, и этот процесс будет продолжаться, пока не испаряться все моря и океаны (ученые называют это явление runaway greenhouse effect). После испарения океанов количество углекислого газа в атмосфере увеличится примерно в 100,000 раз и составит около 100%, что приведет к полному и необратимому уничтожению не только озонового слоя земной атмосферы, но и всего живого на Земле. Такое развитие событий уже имело место в истории нашей солнечной системы на Венере. 4 млрд. лет тому назад условия на Венере были близки к земным и, возможно, даже там была жизнь, т.к. Солнце в те далекие времена светило не так ярко (известно, что интенсивность излучения Солнца постепенно увеличивается). Возможно, что жизнь с Венеры мигрировала на Землю, а с Земли, по мере возрастания солнечного излучения, мигрирует на Марс, хотя, по-видимому, такое развитие событий маловероятно из-за проблем миграции живой клетки через космос. Количество углекислого газа в атмосфере Венеры сегодня равно 98%, а атмосферное давление почти в сто раз превышает земное. Возможно, это результат глобального потепления и испарения венерианских океанов. Венера и Марс преподают нам важный урок, т.е. мы знаем сегодня, что может произойти и с нашей планетой, если не предпринимать никаких мер. Другая проблема связана с возрастанием излучения Солнца, которое, в конечном счете, обусловит runaway greenhouse effect на Земле с известным результатом.

Наше развитие идет по экспоненте, с ускорением. Население Земли удваивается каждые 40 лет и возросло примерно с 200 тысяч до 6 млрд. за последние 2000 лет. Однако, не содержатся ли в таком бурном развитии семена опасности нашему существованию? Не погубим ли мы свою цивилизацию? Успеем ли мы стать высокоразвитой цивилизацией и понять нашу историю? Сумеем ли мы летать глубоко в космос и найти другую цивилизацию, подобную нашей? Согласно Эйнштейну, самое удивительное в мире состоит в том, что мир познаваем. Пожалуй, эта одна из самых интригующих особенностей человеческой цивилизации – умение раскрывать тайны мира. Мы можем понять мир, в котором живем, и понять законы, управляющие им. Однако, почему эти законы существуют? Почему скорость света, например, равна 300,000 км/сек или почему хорошо известное в математике число я (отношение длины окружности к его диаметру) равно именно 3.14159…? Американский физик А. Майкельсон получил Нобелевскую премию за измерения скорости света с невиданной точностью (напомню, что это гигантская величина: двигаясь с такой скоростью мы бы оказались на Луне через примерно одну секунду, на Солнце через 8 минут, а в центре Галактики через 28,000 лет). Другой пример – расшифровка генетического кода, состоящего из 30 млн. кусочков, каждый длиной в 500-600 букв, потребовала 15 лет работы с использованием сложных программ и компьютеров. Оказалось, что длина всего кода равна длине 100 млн. писем. Это открытие было сделано на рубеже двух тысячелетий и показало, что, возможно, мы научимся лечить болезни любой сложности путем исправления ошибок соответствующего участка поврежденного гена. Математики с помощью быстрых компьютеров рассчитали число я с немыслимой точностью до триллиона знаков после запятой, чтобы знать точное его значение и описать это число с помощью какой-нибудь простой формулы. Кто придумал эти числа и почему они именно такие? Как генетический код мог оказаться столь совершенным? Как физические постоянные связаны с нашим мирозданием? Разумеется, они отражают геометрическую структуру нашей Вселенной и, по-видимому, имеют разное значение для разных вселенных. Мы не знаем этого сегодня, как, впрочем, много другого. Но мы стремимся найти общие законы нашего мира или даже единый закон, из которого могли бы получить все другие законы в частном случае, а также, что очень важно, понять смысл мировых постоянных. Мы также не знаем, связано ли наше существование с выполнением какой-то миссии.

Но вернемся к нашей истории и нашей эволюции. Закончилась ли она и в чем ее смысл? Что произойдет с нами через миллионы лет, если, конечно, мы сумеем решить намят технологические проблемы и не уничтожим себя? В чем смысл появления в нашей истории таких гениальных личностей, как Эйнштейн, Шекспир или Моцарт? Возможна ли новая мутация и создание другого более совершенного вида, чем человек? Может ли этот новый вид решить проблемы мироздания и понять смысл нашей истории? Мы открыли законы и измерили с захватывающей дух точностью мировые постоянные, но мы не понимаем, почему они такие и какова их роль во Вселенной. Если совсем немного изменить те постоянные, то вся наша история выглядела бы по-другому. Несмотря на всю сложность и загадочность генетического кода, загадки самой Вселенной выглядят бесконечными. В чем суть этих загадок и удастся ли нам расшифровать их? Безусловно, мы изменимся. Но как? Являемся ли мы высшим и последним звеном в длительной истории нашего развития? Является ли наша история результатом какого-то остроумного плана или же оно просто результат сотен и тысяч благоприятных условий, которые стали возможными благодаря времени и длительной эволюции? Вне сомнения, что нашему развитию нет предела и оно также бесконечно, как бесконечен мир, состоящий из миллионов и миллионов вселенных, которые постоянно и разрушаются и образуются вновь.

Илья Гулькаров, Профессор, доктор физико-математических наук, Чикаго
June 18, 2005

Есть два взгляда на то, как возник материальный мир. Религии приписывают Богу руководящую роль в мироустройстве. В частности, Библия говорит о нескольких днях, за которые Бог создал сначала свет, потом воду, потом твердь, следом живые существа - вплоть до человека. Сейчас Церкви утверждают, что «шесть дней» - термин метафорический, где день не равен суткам, а длится намного дольше. Другой, кардинально противоположный взгляд на происхождение видимого, материального мира - научный. Эволюция Вселенной, согласно исследованиям ученых, началась с Большого Взрыва (его еще обозначают термином Big Bang), который произошел 10-15 миллиардов лет тому назад.

Что было до того, как возникло всё существующее? Современная астрономия полагает, что это была сжавшаяся до минимальных размеров сфера, внутри которой под действием высочайших температур и давления двигались свободные Все материальное, которое сейчас заполняет собой безбрежный космос, было сжато в пределах стремящейся к нулю по величине точке, с которой и началось происхождение и эволюция Вселенной. До сих пор неясно, что послужило причиной Большого Взрыва. Однако сам этот взрыв привел к расширению Вселенной, и этот процесс продолжается и сейчас. Что это значит? Что одно и то же количество материальных частиц со временем занимает все больший объем.

Будет ли расширяться материальный мир вечно, или когда-нибудь его разрастание в объеме замедлится, прекратится вовсе, наподобие того, как мы наблюдаем при взрыве гранаты? Возможно, вслед за этим эволюция Вселенной прекратится, и заменится этапом «сворачивания», сужения к первоначальной точке. Мы пока не готовы ответить на этот вопрос с определенностью. Но картина мира, созданная учеными, уже может описать последовательные фазы в разрастании и преображении материи. Первая эра - адронная - длилась всего одну миллионную часть секунды, но за это время произошел процесс аннигиляции антибарионов и барионов, образовались протоны и нейроны.

Второй и третий этапы эволюции Вселенной - лептонный и фотонный - также длились всего несколько секунд. В конце второй эры образовалось нейтринное море, а эпоха фотонов завершилась отделением вещества от антивещества (что произошло вследствие аннигиляции позитронов и электронов). Вселенная все расширялась, что привело к понижению плотности энергии частиц и фотонов. Фотонная стадия сменилась звездной, которая продолжается и сейчас. Однако формирование звезд, галактик и групп галактик происходило (да и происходит) неравномерно.

Прошли миллионы лет после Большого Взрыва, пока простейшие частицы превратились в атомы - преимущественно водорода и гелия (эти атомы являются основной составляющей Вселенной), атомы соединились в молекулы, которые вошли в соединения и образовали кристаллы, вещества, минеральные породы. На протяжении звездной эры, которой на данном этапе заканчивается эволюция Вселенной, были сформированы галактики, планеты, зародилась жизнь на нашей Земле. Можно ли сказать, что «эпический фейерверк» закончился, и мы стоим на остывающих углях среди рассеивающегося дыма?

Ученые пришли к выводу, что эволюция Вселенной продолжается. Завихрения гигантского скопления водорода сплющивают вещество, преображают эти скопления в водовороты. Так рождаются сферические, эллиптические и сплющенные галактики (в зависимости от скорости вращения колоссального - в сто тысяч световых лет - круговорота). К последнему типу галактик принадлежит и наша - Млечный Путь. Внутри галактик под давлением сгустков водорода формируются звезды. Они также проходят длительные стадии эволюции: от раскаленных добела сверхновых до «красных гигантов», «белых карликов» и Те же процессы происходят и с нашим Солнцем, в то время, как Космос продолжает расширяться.

Историческое развитие живой природы происходит по определенным законам и характеризуется совокупностью отдельных признаков. Успехи биологии в первой половине 19 века послужили предпосылкой создания новой науки - эволюционной биологии. Она сразу стала популярной. И доказала, что эволюция в биологии - это детерминированный и необратимый процесс развития как отдельных видов, так и целых их сообществ - популяций. Он происходит в биосфере Земли, затрагивая все его оболочки. Данная статья будет посвящена как изучению концепций биологического вида, так и

История развития эволюционных взглядов

Наука прошла сложный путь формирования мировоззренческих представлений о механизмах, лежащих в основе природы нашей планеты. Он начинался с идей креационизма, высказанных К. Линнеем, Ж. Кювье, Ч. Лайелеем. Первая эволюционная гипотеза была изложена французским ученым Ламарком в работе «Философия зоологии». Английский исследователь Чарльз Дарвин первым в науке высказал мысль о том, что эволюция в биологии - это процесс, базирующийся на наследственной изменчивости и естественном отборе. Его основой является борьба за существование.

Дарвин считал, что появление непрерывных изменений биологических видов является результатом их приспособления к постоянной смене факторов внешней среды. Борьба за существование, по мнению ученого, это совокупность взаимосвязей организма с окружающей природой. А её причина лежит в стремлении живых существ к увеличению своей численности и расширению мест обитания. Все вышеперечисленные факторы и включает в себя эволюция. Биология, 9 класс которую изучает на уроках, рассматривает процессы наследственной изменчивости и естественного отбора в разделе «Эволюционное учение».

Синтетическая гипотеза развития органического мира

Еще при жизни Чарльза Дарвина его идеи были раскритикованы рядом таких известных ученых, как Ф. Дженкин и Г. Спенсер. В 20 веке, в связи с бурными генетическими исследованиями и постулированием законов наследственности Менделя, стало возможным создание синтетической гипотезы эволюции. В своих трудах ее описывали такие как С. Четвериков, Д. Холдейн и С. Райд. Они утверждали, что эволюция в биологии - это явление биологического прогресса, имеющего вид ароморфозов, идиоадаптаций, затрагивающих популяции различных видов.

Согласно этой гипотезе, эволюционными факторами являются волны жизни, и изоляция. Формы исторического развития природы проявляются в таких процессах, как видообразование, микроэволюция и макроэволюция. Вышеизложенные научные взгляды можно представить, как суммацию знаний о мутациях, являющихся источником наследственной изменчивости. А также представлений о популяции, как структурной единицы исторического развития биологического вида.

Что такое эволюционная среда?

Под этим термином понимают биогеоценотический В ней происходят микроэволюционные процессы, затрагивающие популяции одного вида. В результате становится возможным возникновение подвидов и новых биологических видов. Здесь же наблюдаются процессы, приводящие к появлению таксонов - родов, семейств, классов. Они относятся к макроэволюции. Научные исследования В. Вернадского, доказывающие тесную взаимосвязь всех уровней организации живой материи в биосфере, подтверждают тот факт, что биогеоценоз - это среда эволюционных процессов.

В климаксных, то есть стабильных экосистемах, в которых наблюдается большое разнообразие популяции многих классов, изменения происходят вследствие когерентной эволюции. в таких стабильных биогеоценозах называются ценофильными. А в системах с нестабильными условиями, происходит несогласованная эволюция среди экологически пластичных, так называемых ценофобных видов. Миграции особей различных популяций одного и того же вида изменяют их генофонды, нарушая частоту встречаемости различных генов. Так считает современная биология. Эволюция органического мира, которая будет рассмотрена нами ниже, подтверждает этот факт.

Этапы развития природы

Такие ученые, как С. Разумовский и В. Красилов доказали, что темпы эволюции, лежащие в основе развития природы, неравномерны. Они представляют собой медленные и практически незаметные изменения в стабильных биогеоценозах. Они резко ускоряются в периоды экологических кризисов: техногенных катастроф, таяния ледников и т. д. В современной биосфере обитает около 3-х миллионов видов живых существ. Наиболее важных из них для жизнедеятельности человека изучает биология (7 класс). Эволюция Простейших, Кишечнополостных, Членистоногих, Хордовых представляет собой постепенное усложнение кровеносной, дыхательной, нервной систем этих животных.

Первые остатки живых организмов обнаруживаются в архейских осадочных породах. Их возраст около 2,5 миллиарда лет. Первые эукариоты появились в начале Возможные варианты происхождения многоклеточных организмов объясняют научные гипотезы фагоцителлы И. Мечникова и гастреи Э. Гетелля. Эволюция в биологии - это путь развития живой природы от первых архейских форм жизни до многообразия флоры и фауны современной кайнозойской эры.

Современные представления о факторах эволюции

Они представляют собой условия, вызывающие адаптивные изменения организмов. Их генотип наиболее защищен от внешних влияний (консервативность генофонда биологического вида). Наследственная информация все же может изменяться под действием генных Именно таким путем - приобретением новых признаков и свойств - происходила эволюция животных. Биология изучает её в таких разделах, как сравнительная анатомия, биогеография и генетика. Размножение, как фактор эволюции, имеет исключительное значение. Оно обеспечивает смену поколений и непрерывность жизни.

Человек и биосфера

Процессы возникновения оболочек Земли и геохимическую деятельность живых организмов изучает биология. Эволюция биосферы нашей планеты имеет продолжительную геологическую историю. Она была разработана В. Вернадским в его учении. Он же ввел термин «ноосфера», понимая под ним влияние сознательной (умственной) деятельности человека на природу. Живое вещество, входящее во все оболочки планеты, изменяет их и определяет круговорот веществ и энергии.

Сейчас, как к месту, так и не к месту, говорят об эволюции. А ведь это - научный термин, и применять его нужно аккуратно. Весьма распространено мнение, что эволюция - это прогресс. То есть под этим явлением понимают поступательное развитие чего-либо от простого к сложному, от худшего к лучшему. В противовес эволюции существует понятие «деградация», которая представляет собой регресс, скатывание к примитиву. Изначально этот термин употреблялся относительно развития биологических видов. Однако теперь область его применения расширилась. Можно говорить об эволюции общества, прав человека, других понятиях, имея в виду поступательное, медленное их развитие и совершенствование. Будет ошибочным полагать, что этот термин придумал Чарльз Дарвин. На самом деле, в своей книге «О происхождении видов» он просто несколько раз употребил слово «эволюция», которое до него использовали эмбриологи. Что же в действительности означает термин «эволюция»? Давайте разберемся.

Происхождение термина

Строго говоря, латинское слово «evolutio» переводится как «развёртывание». Можно сказать, что эволюция - это движение органики и энергии во времени. О том, что всё живое развивается, догадывались еще в античные времена философы Милетской школы. К примеру, Анаксимандр справедливо полагал, что звери сначала были водоплавающими и лишь потом вышли на сушу. Эмпедокл также не без основания считал, что выживают в природе лишь наиболее приспособленные к условиям внешней среды особи. Великие мировые религии на долгие века пресекли всякую возможность даже заикаться о том, что животные и растения могут эволюционировать. Они полагали и утверждали, что Бог изначально создал все видимое таким, каким оно есть сейчас. Поскольку Творец Универсума совершенен, ему незачем было создавать виды растений и животных, нуждающихся в развитии. И человека, Адама, Он создал уже на стадии гомо сапиенс. Первые скромные голоса о том, что могут видоизменяться и порождать другие, послышались лишь в конце XVI века. В 1751 году французский натуралист Мопертюи написал, что организмы могут видоизменяться в результате накопленных в течение многих поколений мутаций. А Эразм Дарвин (дед Чарльза) выдвинул теорию, что все теплокровные животные произошли от одного микроорганизма.

Эволюция и эмбриологи

Первыми об этом явлении заговорили врачи, изучающие внутриутробное развитие плода. Оказалось, что эмбрион в процессе своего роста и формирования проходит несколько стадий. Из простой оплодотворенной яйцеклетки он превращается в готовый к самостоятельной жизнедеятельности организм. Причем в этом развитии эмбрион проходит стадию существования с жабрами. Впервые этот термин описал и охарактеризовал в 1762 году Ш. Боннэ. В применении к эмбриону, эволюция - это постепенный и, главное, закономерный переход от одной фазы развития к другой.

Вклад Дарвина

Великий британский ученый-натуралист переосмыслил ранее употреблявшийся термин и применил его ко всему живому на Земле. И в самом деле: если зародыш ребенка на определенном этапе своего развития имеет жабры, то почему бы не предположить, что он просто за девять месяцев проходит тот путь, которым шло все человечество многие миллионы лет? В труде «Происхождение видов» Дарвин указал, что механизмы появления новых черт наряду с наследственными свойствами и параметрами организма остаются неизвестными. Ученый попробовал объяснить их во «Временной теории пангенезиса». Природные условия создают поле для естественного отбора. Выживают только те особи, которым удалось приспособиться к среде обитания. Они-то и передают свои отличительные (новые) черты потомкам, в то время как неудачные особи вымирают. Получается, что биологическая эволюция - это естественный процесс, в котором живые организмы путем естественного отбора и стремления к адаптации меняются, мутируют. Таким образом, ученый подвел научное сообщество к выводу о из мира животных. Следует сказать, что это породило жаркие споры, которые не прекращаются даже сейчас.

Вклад Хуго де Фриза

Этот голландский ученый-ботаник, живший на переломе XIX и ХХ веков, ввел в научный оборот термин «мутации». Он переосмыслил и дополнил ее наработками генетиков. Свою гипотезу он доказал на примере дикорастущего ослинника Ламарка. Если у Дарвина эволюция - это медленное, поступательное, накапливающееся из одного поколения в другое развитие, то у Хуго де Фриза изменения происходят внезапно, в связи с «полезными» мутациями. Эти преобразования дают либо толчок к образованию новой породы (чем и объясняется многообразие живой природы), либо к изменению всего вида. Революционность таких преобразований в организмах популяции породило теорию сальтационизма (от латинского слова salto - прыжок). В 20-30 годах ХХ века ученые преодолели разрыв между дарвиновской теорией поступательного прогресса и скачкообразными изменениями Фриза и, дополнив их наработки выводами Менделя о наследственности, создали новое учение. Его можно охарактеризовать как современный эволюционный синтез.

Суть понятия

Таким образом, можно с уверенностью сказать, что эволюция - это развитие. К чему бы мы это латинское слово не применили, оно должно указывать на совершенствование, улучшение, прогресс. Обратное движение от сложного к простому, «сворачивание» в общественных отношениях именуется деградацией, упадком. Что касается биологического вида, то такой регресс для него смертелен. Он ведет к его вымиранию. Палеонтология знает тысячи примеров «тупиковых ветвей» в мировой эволюции. А в отношении человеческих обществ? Известно, что раньше на территории современной Якутии существовала развитая цивилизация Диринг-Юрях. Те же примеры регресса можно наблюдать и по отношению к праву или экономическим отношениям в том или ином обществе. слова или тотальное попирание прав человека в государстве говорит о его латентном вымирании.

Что нужно для того, чтобы биологическая популяция эволюционировала

И все же, какая движущая сила заставляет живой организм мутировать и создавать новый вид существ? Мы знаем породы, к примеру, некоторых рыб, которые остались неизменными на протяжении миллионов лет. Для того чтобы революционные совершенствования всего вида произошли, необходимо, чтобы присутствовали Это прежде всего которая приводит к естественному отбору, и генетический дрейф. Если популяция существует в благоприятной среде, рождается столько особей, сколько может выжить на данной кормовой базе, и при этом животные изолированы от других себе подобных, то генотип у них более-менее одинаков. У такого вида нет необходимости приспосабливаться, мутировать и эволюционировать. Но если условия среды меняются, или же наблюдается всплеск рождаемости, возникает конкуренция между особями - одна из причин изменения вида. Наиболее сильные и приспособленные отбирают корм у своих слабых собратьев и, на фоне их уничтожения, оставляют свой генотип в потомстве. А наследственность - еще один фактор эволюции - закрепляет «полезные» изменения, мутацию, как видовой признак.

Люди - вершина развития?

Антропогенез, или эволюция человека - это долгий и загадочный процесс, в результате которого появился Homo sapiens. Он выделился из среды прочих гоминид около двух миллионов лет назад. Что произошло в то время в Африке, что человекообразные обезьяны вынуждены были покинуть джунгли и переселиться в саванны, освоить хождение на задних конечностях, изготовить орудия труда, подчинить огонь? Эволюция человека шла совсем иным путем, чем у животных. Если последние изменялись, чтобы адаптироваться к окружающей природе, то люди изобретали способы приспособить условия мира под свои нужды. На пути эволюции человека разумного были и свои «тупиковые ветви» развития. Например, гомо эректус или неандерталец.

Существует ли эволюция в обществе?

Это понятие также волнует умы ученых. Особенно когда речь заходит о прогрессе и модернизации. Можно ли сказать, что эволюция - это процесс социальный? Что касается научно-технического прогресса, мы можем с уверенностью констатировать, что таковой есть. Люди познают законы этого мира. Они осваивают новые технологии и с помощью них создают все более совершенные орудия. Но на примере цивилизаций не все так гладко. Ведь общество - это своего рода макро-организм. Оно также может мутировать, видоизменяться. Если оно открыто к «новым генетическим вливаниям» - оно будет развиваться. Если же оно выбирает путь самоизоляции, то обречено на деградацию. проявляется не только в прогрессе технологий, но и в развитии институций и права.

Революция и эволюция

Это соотношение медленных, поступательных и скачкообразных, резких изменений в обществе давно интересовало социологов и политологов. Говоря об эволюции в обществе, нельзя не отметить, что наиболее кардинальные изменения случаются в результате коренных переворотов. Иногда эти революции проходят бескровно. Для такого развития событий необходимо желание правительства идти на реформы. Если же правящий класс хочет лишь удержаться при власти путем подавления протестных настроений, социальный взрыв неизбежен.

Ч А С Т Ь 3

К А К П Р О И С Х О Д И Т
Э В О Л Ю Ц И Я?

В основе теории эволюции лежит то утверждение, что все ныне существующие растения и животные миллиарды лет тому назад имели единого родона- чальника - живую клетку.

Развитие заключается, следовательно, в движении от простого к сложному. В нём, этом движении - сущность теории; и оно же используется как доказательство эволюции. Не будь усложнений, не было бы и эволюции. И если бы на заре жизни возникли одноклеточные животные, они такими бы и остались по сей день.

„Рабочим инструментом" эволюции был, по утверждению её сторонников, естественный отбор. Менялись случайным образом все организмы - но выживали только те, чьи изменения оказывались полезными в борьбе за существование. Мы ещё будем говорить об этом, а сейчас напомним только общеизвестное: доля правды есть в любой неправде; иначе кто бы в неё поверил! Это столь же верно и в отношении теории эволюции.

Естественный отбор действительно существует в природе - но отнюдь не как универсальный метод, посредством которого образовались все современные растения и животные. Утверждать подобное означало бы утверждать: грязь коричневая, следовательно, всё коричневое - грязь.

Разнообразие существующих типов растений и животных лучше всего объяснено в Библии.

Там сказано, что Бог создал разные типы животных и растений, которые затем размножились. Тогда только пришёл естественный отбор, принеся с собой появление разнообразных вариаций в пределах существующих пород.

Но утверждать, что посредством его все сложнейшим образом устроенные живые существа развились из одной-единственной клетки - нелогично, по меньшей мере.

Задумывались ли вы о том, что естественный отбор в принципе не может иметь никакого отношения к возникновению живых существ? Ведь чтобы началась борьба за существование, уже должны быть в наличии хотя бы два участника этой борьбы. Борьбу без участников (разгоревшуюся до их появления) трудновато себе представить.

МЕХАНИЗМЫ ЭВОЛЮЦИИ

Если эволюция действительно когда-то была, она должна была иметь в своём распоряжении разнообразные биологические средства. Естественно, учёные много думали об этом, ставили эксперименты.

Ламарк выдвинул идею, что организм приспосабливается к окружающей среде, а затем его потомки наследуют приобретённые свойства.

Ещё одна мысль заключалась в том, что живые существа развивают новые органы в тот момент, когда возникает в этом нужда. Чем она больше, тем шире идёт процесс.

Прекрасный метод!
Одна только неувязка: процессы в действительности идут совсем не так.

Когда наука обратилась к экспериментам, выяснилось, что приобретённые изменения потомкам не передаются. Иначе вы могли бы, не упражняясь, иметь сильные мускулы - от отца, который развил их тяжёлой работой. А если вы ещё владеете искусством игры на рояле, то вашим детям - прямая дорога в музыканты, хоть бы они часа не провели за инструментом. И так далее.

Но опыт учит, что каждое поколение все навыки, даже мелкие, должно приобретать само...

Хотя время от времени тот или иной учёный объявляет, что ему удалось добиться передачи по наследству некоторых приобретённых свойств - незначительных, пока что...

Во времена Дарвина был широко распространён взгляд, что приспосабливание к окружающей среде с передачей по наследству приобретённых свойств есть могучий движущий элемент эволюции.

Нынешняя наука от этого отказалась.
Основной упор в своей теории Дарвин сделал на борьбу за существование, с выживанием наиболе приспособленных. Благоприятные изменения помогут живому существу уцелеть и передадутся по наследству. Идея как будто бы неплохая - но вот беда: законы наследственности не позволяют ей реализоваться.

В самом начале нашего века широкое признание получили работы Грегора Менделя, отца генетики Изучение законов генетики, широко проводимое тех пор, показало, что они не подтверждают теории наследования приобретённых свойств. А почему - давайте посмотрим.

ЗАКОНЫ МЕНДЕЛЯ

1. Закон расщепления.
Гибриды первого поколения, унаследовавшие доминантные признаки (свойства), при дальнейшем размножении расщепляются; в их потомстве снова появляются особи с рецессивными признаками.

2. Закон независимого распределения генов.
Расщепление по каждой паре признаков идёт независимо от других пар признаков.

ПОЛИПЛОИДИЯ

На первый взгляд этот природный феномен как будто бы увеличивает шансы на то, что эволюция могла произойти.

Он заключается в том, что клетка получает при оплодотворении больше хромосом, чем обычно. В итоге при её делении образуется больше клеток.

Эксперименты с полиплоидией проводить нетрудно. Есть химическое вещество - колхицин - которое вызывает её.

В результате полиплоидии размеры растений становятся очень большими. Полиплоидные цветы и фрукты значительно превосходят по размерам обычные. Что и используется в садо- и цветоводстве. Скрещивая между собой полиплоидные растения, можно получать то, что называют иногда новыми видами. (Потому что будучи способными к размножению, они не дают потомства при скрещивании с растениями, от которых произошли.) Но в животноводстве случаи полиплоидии очень редки.

И, конечно же, она ничего не добавляет к пониманию механизма эволюции. Это просто удвоение, утроение (и так далее) тех же самых хромосом, что уже были.

МУТАЦИИ

Только тем, что у эволюционистов уже не осталось выбора, можно объяснить их обращение к мутациям как к инструменту эволюции.

Мутации взяты не потому, что в этом есть логика, а потому, что нет других средств. Все иные варианты оказались несостоятельными, поскольку они ничего не добавляют, а лишь перетасовывают уже имеющиеся характеристики, запрограммированные в механизме наследственности.

Ядро каждой клетки - от простейшей до сложнейшей - содержит в себе хромосомы, внутри которых имеются спиральные нити. (Они скручены наподобие винтовой лестницы.) Материал нитей - дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК, сокращённо). Здесь-то и содержатся гены - носители наследственных признаков и контролёры химических реакций в клетках.

В неизменяемом виде гены передаются из поколения в поколение.

Но иногда в структуре гена происходят изменения. Меняется его химический состав. Это и есть мутации.

Преобразования генной структуры ведут, в свою очередь, к физическим и физиологическим изменениям в организме.

Большинство мутаций - вредно. Многие - смертельны.

Мутации могут оставаться незамеченными до тех пор, пока в организме не будет двух повреждённых парных генов. С одним повреждённым геном организм выживает - но передаёт его по наследству. Это характерно и для растений, и для животных, и для человека.

Сравним ДНК с лентой компьютера, где пробита программа, по которой работает завод-автомат. Гены - это отдельные участки ленты. Информация на заводе передаётся отдельным станкам; в клетке - посредством ещё одного вещества - рибонуклеиновой кислоты (РНК) - в „машинную часть". И тогда здесь начинают вырабатываться тысячи сложнейших веществ, необходимых для жизни клетки. В организмах высшего порядка (человек, животные) вырабатываемые вещества поступают во все клетки тела.

Копии живой „компьютерной ленты" (ДНК) передаются от родителей ребёнку. И в новом организме немедленно начинают работать „новые заводы".

Вообразим, что наш завод-автомат делает игрушечные мотороллеры. В компьютерной ленте случилась ошибка. Из цеха стали выходить машинки с поломанными рулями, без передних фар - и тому подобное. Такое представить несложно...

Но гораздо труднее вообразить, что случайная ошибка привела к изготовлению превосходной шины, которая была помещена в очень удобное место...

А теперь попробуйте поверить, что такие вот случайные ошибки в ленте заставят завод перейти от выпуска игрушечных мотороллеров к выпуску настоящих. А затем - автомобилей. А затем - реактивных самолётов.

Легко ли поверить в такое?
Да ничуть не труднее, чем в то, что случайные мутации превратили клетку в рыбу; рыбу - в пресмыкающееся; пресмыкающееся - в птицу; птицу - в млекопитающее...

Вот ещё одно сравнение.
Машинистки перепечатывают книгу: „Конструкция моторной лодки". Атеист хочет, чтобы мы поверили: если они будут продолжать свою работу бесконечно, их ошибки постепенно изменят содержание книги, сделают его несравнимо более сложным. Скажем, превратят книгу в руководство по постройке атомных подводных лодок...

Вот где камень преткновения для материалиста!

Ведь каждый знает, что бесконечное число ошибок превратит книгу попросту в чепуху. А материалист верит, что вместо этого содержание книги станет таким, как если бы её писали самые умные люди в мире. Столь же возможно и превращение генетического кода морского ежа, после увеличения и усложнения, в генетический код человека.

КАК ВОЗНИКЛИ ОРГАНЫ

Дарвин сказал:
„Если можно было бы доказать, что любой из ныне существующих сложных органов сформировался не в результате многочисленных, благоприятных мелких изменений, моя теория рухнула бы полностью."

Для меня совершенно очевидно, что эту задачу решил никакой не терапсид, а Создатель. Он предвидел потребность и предусмотрел все детали. И какой бы орган ни взялись мы рассматривать, объяснить его развитие с позиций теории эволюции невозможно.