Предпосылки теории эволюции

Ч. Дарвин заметил, что вьюрки с Галапагосских островов отличаются от увиденных ранее вьюрков с побережья Южной Америки. Понаблюдав за ними в течение трех недель, он убедился, что основное различие птиц заключается в клювах. Дарвин пришел к выводу: несмотря на то, что все эти 13 видов птиц произошли от одного общего предка, причиной изменения клювов являются особенности питания. Клювы у вьюрков, питающихся твердыми семенами — очень толстые; питающихся ягодами и плодами — длинные и тонкие; питающихся насекомыми и нектаром цветов — острые как шило и т. д. Встречаются вьюрки, похожие на дятлов, выковыриващие насекомых из-под коры деревьев.

Труды и биография Ч. Дарвина. Чарлз Роберт Дарвин родился в  Англии 12 февраля 1809 г. в городке  Шрусбери в семье врача. Отец Роберт Дарвин был известным врачом. После  окончания школы в 1826 г. он поступил на медицинский факультет Эдинбургского университета, однако Дарвина больше интересовала не медицина, а живая природа. Еще в школе он увлекался сбором коллекций червей, раков, жуков, улиток (моллюсков) по берегам прудов и рек. Позже, в 1828 г., по желанию отца он поступил на

духовный факультет Кембриджского  университета. Здесь также продолжал  собирать материалы о живой природе.

В 1831 г. по возвращении из геологической экскурсии из Северного  Уэльса Ч. Дарвин получает письмо от профессора Кембриджского университета Джона  Генсло. В письме он сообщает о кругосветном путешествии корабля "Бигль" и просит Ч. Дарвина участвовать в нем в качестве натуралиста. Находясь в путешествии в течение 5 лет, в 22 года Ч. Дарвин собирает огромный материал. Корабль "Бигль" направлялся в кругосветное путешествие для топографических съемок (составления карт) побережья Южной Америки и островов Тихого океана. В1836 г. корабль возвращается из кругосветного путешествия. Дарвин, изучив собранные материалы, приступает к работе над книгой "Происхождение видов". Затем он работает над сбором данных об изменчивости культурных растений и домашних животных.

Его основные труды: "Происхождение  видов" (1859); "Изменение животных и культурных растений" (1868); "Происхождение  человека" (1871); "Насекомоядное  растение" (1875), "Действие перекрестного  опыления и самоопыление" (1876); "Опыление орхидей" (1877) и др. Во время кругосветного  путешествия Ч. Дарвин заметил свойство всех животных и растений изменяться под влиянием условий окружающей среды. Затем он приступает к сбору  материалов об изменчивости их в искусственных  и естественных условиях. В результате изучения причин многообразия сортов растений и пород животных он определил, что изменение природы связано только с природными законами, и доказал, что человек сам создает сорта и породы путем наследственной изменчивости и искусственного отбора.

Ч. Дарвин, исследуя причины  происхождения новых видов, обратил  внимание на интенсивность размножения  организмов в природе.

Им приведено множество  примеров интенсивного размножения  организмов в целях сохранения своего потомства.

Доказано, что любые виды растений и животных обладают свойством  размножаться в геометрической прогрессии. При этом он заметил, что любая  пара оставляет большое потомство, но не все достигают полового созревания. В период размножения большинство  потомков погибает от действия различных  факторов (недостатка пищи, неблагоприятных  условий среды и т. д.). На основе этих факторов Ч. Дарвин сделал вывод  о том, что в природе постоянно  происходит борьба за существование. Он доказал, что выживание одних  особей, дающих потомство, и вымирание  других особей — это результат  естественного отбора. Процесс сохранения особей с полезными для них  в определенных условиях признаками Дарвин назвал естественным отбором, или  выживанием наиболее приспособленных.

Таким образом, Ч. Дарвин определил  три фактора исторического развития органического мира: наследственная изменчивость, борьба

за существование и  естественный отбор. В результате взаимосвязи  наследственной изменчивости, борьбы за существование, естественного отбора виды приспосабливаются к условиям внешней среды и изменяются. Итак, это основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина.

Геологические предпосылки теории эволюции

 

Основная трудность на пути создания теории эволюции заключалась  в слишком медленном темпе  видовых изменений. Человечество не помнило случаев преобразования одного вида в другой. Если такой  процесс и происходил, то он должен был протекать чрезвычайно медленно, возможно сотни столетий. Поскольку  в средние века и в начале нового времени европейские ученые, основываясь  на Библии, считали, что нашей планете  около шести тысяч лет, времени  для эволюционного процесса попросту не оставалось. Но и в этих представлениях произошли изменения.

 

Увлекавшийся геологией  шотландский врач Джемс Хэттон (1726—1797) в 1785 г. опубликовал книгу «Теория Земли», где показал, как воздействие воды, ветра и климата медленно изменяет поверхность Земли. Хэттон утверждал, что этот процесс протекает с неизменной скоростью (униформизм), и для таких гигантских изменений, как образование гор или речных каньонов, необходимо колоссально долгое время, поэтому возраст нашей планеты должен исчисляться многими миллионами лет.

 

Концепции Хэттона вначале был оказан самый враждебный прием. Но пришлось признать, что она объясняет находки ископаемых организмов, которыми особенно интересовались биологи. Трудно представить, чтобы камни по воле случая повторяли формы живых существ. По мнению большинства ученых, это окаменелости, которые были когда-то живыми организмами. Если допустить, что Хэттон прав, то ископаемые остатки находились в земных слоях бесконечно долго; за это время составляющие их вещества заместились минеральными веществами окружающих пород.

 

Новые мысли в связи  с находками ископаемых организмов высказал английский геодезист и  инженер Уильям Смит (1769—1839). Инспектируя  строительство сооружаемых в то время повсеместно каналов и наблюдая за земляными работами, Смит отметил, что горные породы различных типов и форм залегают параллельными слоями и для каждого слоя характерны определенные формы остатков ископаемых организмов, не встречающиеся в других слоях. Даже если данный слой изогнут и искривлен или вообще пропадает из виду, появляясь вновь лишь через несколько километров, он сохраняет свойственные только ему формы ископаемых. Смит научился даже определять различные слои исключительно по содержащимся в них остаткам ископаемых организмов.

 

Признав правоту Хэттона, можно предположить, что слои залегают в порядке их медленного формирования: чем глубже слой, тем он древнее. Если окаменелости и в самом деле являются остатками живых существ, то по расположению геологических слоев можно судить о последовательности эпох, в которые жили эти существа.

 

Окаменелости привлекли  особое внимание французского биолога  Жоржа Леопольда Кювье (1769— 1832). Кювье  изучал строение различных животных, тщательно сравнивая их между  собой и отмечая черты сходства или отличия. Его можно считать  основателем сравнительной анатомии. Эти исследования помогли Кювье  понять соотношение различных частей организма, позволили по отдельным  небольшим косточкам без труда  делать выводы о форме других костей, о типе прикрепляющихся к ним  мускулов, даже судить о целом организме. Кювье усовершенствовал систему  классификации Линнея, объединив  классы этой системы в более крупные  подразделения. Одно из них, как и  Ламарк, он назвал «позвоночные». Однако Кювье не свалил в кучу всех остальных  животных. В группе беспозвоночных он выделил три подгруппы: членистоногие (животные с внешним скелетом и  конечностями, как у насекомых  и ракообразных), мягкотелые (животные с раковиной без членистых  конечностей, такие, как моллюски и  улитки) и лучистые (все остальные  беспозвоночные животные).

 

Эти крупные группы Кювье  назвал типами. С тех пор стало известно свыше тридцати типов растений и животных. Расширил свои границы и тип позвоночных: после того как в него включили некоторых примитивных животных без позвоночного столба, он получил название типа хордовых.

 

Занимаясь сравнительной  анатомией, Кювье основывал свой принцип классификации не на’  внешнем сходстве, как Линней, а  на тех признаках, которые свидетельствовали  о связи структуры и функции. Кювье применил свой принцип классификации  преимущественно к животным, а  в 1810 г. швейцарский ботаник Августин Пирамус де Кандолль (1778—1841) использовал его и для классификации растений.

 

 

Кювье не мог не включить в свою систему классификации  и окаменелостей. Недаром он был  способен восстановить целый организм на основе отдельных частей, видел, что окаменелости — не просто предметы, похожие на живые организмы, они  обладают признаками, которые позволяют  поместить их в тот или иной из установленных типов и даже определить их место в пределах подгрупп данных типов. Так Кювье распространил  биологическую науку на далекое  прошлое, заложив основы палеонтологии  — науки об исчезнувших формах жизни.

 

Кювье установил связь  между ископаемыми формами и  слоями земной коры, в которой они  были найдены: показал, что при переходе от древнего к более молодому слою строение ископаемых форм усложняется, а в некоторых случаях, расположив находки в определенном порядке, можно проследить и постепенные изменения. Окаменелости с очевидностью свидетельствовали об эволюции видов.

 

Однако теоретические  взгляды Кювье находились в резком противоречии с полученными фактами. Согласно Кювье, Земля периодически претерпевала грандиозные катастрофы, во время которых уничтожалось все  живое, после чего появлялись новые  формы жизни, резко отличные от существовавших прежде. Современные формы (в том числе и человек) были сотворены после самой последней катастрофы. Согласно этой гипотезе, не требовалось признания эволюционного процесса, чтобы объяснить существование окаменелостей. Кювье допускал вероятность четырех катастроф. Однако, по мере того как обнаруживались все новые и новые ископаемые, вопрос осложнялся: кое-кому из последователей Кювье пришлось допустить существование двадцати семи катастроф.

 

Теория катастроф не согласовывалась  с униформизмом Хэттона. В 1830 г. шотландский геолог Чарлз Лайель начал публикацию трехтомного труда «Основы геологии», в котором он излагал взгляды Хэттона и приводил доказательства в пользу того, что Земля претерпевала лишь постепенные и некатастрофические изменения. Продолжавшееся изучение окаменелостей говорило в пользу теории Лайеля: слоев, где была бы уничтожена вся жизнь, не обнаруживалось, более того, некоторые формы не только выживали в период предполагаемых катастроф, но и сохраняли свое строение почти неизменным на протяжении многих миллионов лет.

 

Появление книги Лайеля нанесло  теории катастроф — последнему научному оплоту антиэволюционной теории — смертельный удар. Так к середине XIX столетия уже была подготовлена почва для создания научной теории эволюции.

На подступах  к теории эволюции

 

Классификация Линнея, в  которой очень большие группы постепенно делились на все более  мелкие, создает подобие разветвленного дерева, получившего позже название «древа жизни». При внимательном изучении этой схемы неизбежна мысль: случайна ли такая организация? Разве не могут  в действительности два близких  вида произойти от общего предка, а  два близких предка — от еще  более древнего и примитивного? Короче говоря, не могла ли картина, представленная Линнеем, возникнуть и развиваться  на протяжении многих веков, подобно  тому как растет дерево? Это предположение послужило причиной величайшего в истории биологии спора.

 

Для самого Линнея подобная мысль была невозможна. Ученый упорно стоял на том, что каждый вид сотворен отдельно и сохраняется божественным провидением, не допускающим вымирания видов. Система его классификации основана на внешних признаках и не отражает возможных родственных связей. (Похоже на попытку объединить ослов, кроликов и летучих мышей только на том основании, что у них длинные уши.) Конечно, если не признавать родственных отношений между видами, то безразлично, как их группировать: все классификации одинаково искусственны, и исследователь выбирает наиболее удобную. Тем не менее Линней не мог помешать другим ученым развивать идеи «эволюции» (это слово стало популярным лишь в середине XIX столетия), процесса, при котором последовательно и непрерывно одни виды дают начало другим. Это родство между видами и должно было найти свое отражение в принятой классификационной системе. (Все же в последние годы жизни Линней допускал возможность образования новых видов путем гибридизации.)

 

Вызов широко распространенным взглядам на развитие животных организмов осмелился бросить французский  естествоиспытатель Жорж Луи Леклерк Бюффон (1707—1788), высказав идею изменяемости видов под влиянием окружающей среды.

 

Бюффон написал сорокачетырехтомную энциклопедию «Естественная история», столь же многоплановую для того времени и популярную, как когда-то труд Плиния, но гораздо более точную. В ней он указывал, что некоторые существа обладают бесполезными частями тела (рудиментарными органами), вроде, например, двух редуцированных пальцев у свиньи, которые расположены возле функционирующих копыт. Не имели ли некогда эти пальцы нормальных размеров? Возможно, когда-то они служили животному, но со временем сделались ненужными. Не исключено, что и с целым организмом может произойти нечто подобное? Может быть, человекообразная обезьяна — это выродившийся человек, а осел — выродившаяся лошадь?

 

Английский врач Эразм  Дарвин (1731 —1802), дед великого Чарлза Дарвина, в своих велеречивых  поэмах о ботанике и зоологии одобрял  систему Линнея и в то же время  признавал возможность изменения  видов под влиянием окружающей среды.

 

Через год после смерти Бюффона Европу всколыхнула Великая  французская буржуазная революция. Началась эпоха ломки и перестройки, эпоха переоценки ценностей. Нации  одна за другой отказывались признавать авторитет тронов и церкви; теперь находили признание научные теории, которые прежде считались бы опасной  ересью. В этой обстановке идеи Бюффона  о «спокойном», эволюционном развитии живого мира не встретили поддержки.