|
Сто великих научных открытий
Дмитрий Самин
Тайны живого
Происхождение видов
Сегодня
очень немногие станут оспаривать значение основного открытия, сделанного
английским ученым Чарлзом Дарвином, — теории эволюции. Однако в его время все
обстояло совершенно иначе. После публикации основной книги Дарвина —
«Происхождение видов» — церковь восприняла его идеи как прямой вызов теории
божественного создания мира, изложенной в Библии. Многие ученые вольно или
невольно своим трудами способствовали появлению теории Дарвина. Жюсье, Декандоль,
Броун, Кювье, создавая естественные классификации растений и животных,
обнаружили факт родства между организмами, подавший повод к смутным теориям
«единства плана», «единства строения». Кювье, Агассиц, Ричард Оуэн, Броньяр,
изучая ископаемые остатки, указали на постепенность в появлении организмов:
простейшие формы предшествуют более сложным, сборные типы.
Бэр, Ремак,
Гушке, изучая законы эмбрионального развития, установили как общий вывод
своих исследований, что развитие зародыша есть переход от простого к сложному.
Они обнаружили, что различные (у взрослых животных) органы образуются из
одинакового зародыша, а последовательные стадии развития зародыша
соответствуют последовательным ступеням животного царства.
К одной
общей цели вели открытия Шлейдена, Шванна, Мирбеля, Гуго фон Моля, Дюжардена,
Штейна, Ценковского, Лейкарта, Зибольда, Гексли, Волластона, Форбеса, Гукера.
Сравнительная анатомия, эмбриология, палеонтология, систематика, география
растений и животных — все они обнаруживали родство между организмами, связь
между формами, с виду совершенно различными, постепенность перехода от
простого к сложному: в истории древних обитателей нашей планеты, в строении
современных, в развитии индивидуума.
Но этот
общий, основной, универсальный факт требовал объяснения, тем более что наряду
с ним обнаруживались другие факты — совершенно противоположного характера. В
самом деле, принимая лин-неевскую гипотезу о независимом происхождении
каждого вида, натуралист с недоумением останавливался над ясными признаками
родства и общности происхождения: переходными формами, рудиментарными
органами, одинаковым «планом строения» таких с виду различных органов, как,
например, рука человека и ласт тюленя, и прочее, и прочее. Принимая гипотезу
общего происхождения, он с таким же недоумением останавливался перед фактами
обособленности органических форм.
Такого
рода противоречия сбивали с толку натуралистов. Надо было объяснить их. Надо
было отыскать причины, которые объясняли бы факты родства организмов,
констатируемые всеми науками так же, как и факты обособленности, опять-таки
констатируемые теми же науками. Эту задачу выполнил Дарвин
Естественный
отбор, или выживание наиболее приспособленного, — вот, собственно,
принадлежащее ему открытие. Оно объясняет нам: как, в силу каких причин простейшие
формы раздроблялись на более и более сложные, почему, несмотря на
постепенность развития, между различными формами образовались пробелы
(вымирание менее приспособленных). В этом, собственно, и заключается великая
заслуга Дарвина. Не он первый высказал мысль об общем происхождении видов.
Ламарк, Сент-Илер, Чамберс, Окен, Эразм Дарвин, Гете, Бюффон и многие другие
высказывали и развивали эту мысль. Но в их изложении она являлась
бездоказательной. Эволюционное учение не выходило из той стадии, которая характеризуется
словом «вера».
Чарлз
Роберт Дарвин (1809—1882) родился в городе Шрюсбери, где его отец занимался
врачебной практикой. Он был неспособен к школьному обучению и не чувствовал к
нему никакой охоты. На девятом году отдали его в элементарную школу. Здесь он
оставался год, а в следующем году перешел в гимназию доктора Бетлера, где
пробыл семь лет.
Однако
уже в восемь лет у Чарлза обнаружились любовь и интерес к природе. Он собирал
растения, минералы, раковины, насекомых и тому подобное, рано пристрастился к
рыбной ловле и целые часы проводил с удочкой, — но особенно полюбил охоту.
В 1825
году, убедившись, что из школьных занятий Чарлза не выйдет особенного толку,
отец взял его из гимназии и отправил в Эдинбургский университет готовить к
медицинской карьере. Два года Дарвин оставался в Эдинбурге. Наконец,
убедившись, что сын не имеет никакой склонности к медицине, отец предложил
ему избрать духовное поприще. Дарвин подумал-подумал и согласился и 1828 году
поступил на богословский факультет Кембриджского университета, намереваясь
принять сан священника.
Занятия
его и здесь сохранили прежний характер: весьма посредственные успехи в
школьных предметах и усердное собирание коллекций — насекомых, птиц,
минералов, — охота, рыбная ловля, экскурсии, наблюдения над жизнью животных.
В 1831
году Дарвин вышел из университета в числе «многих» — так назывались ученики,
кончившие курс удовлетворительно, но без особенных отличий.
Помочь
сделать Дарвину окончательный выбор помог профессор ботаники Джон Хенслоу. Он
заметил способности Дарвина и предложил ему место натуралиста в экспедиции в
Южную Америку. Перед отплытием Дарвин прочел труды геолога Чарлза Лайеля.
Только что вышедшую книгу он захватил с собой в путешествие. Это была одна из
немногих книг, имевших известное значение в его развитии. Лайель, один из
величайших мыслителей того времени, оказался близок по духу Дарвину.
Экспедиция
отплыла в 1831 году на корабле «Бигл» и продолжалась 5 лет. За это время
исследователи посетили Бразилию, Аргентину, Чили, Перу и Галапагосские
острова — десять скалистых островков у побережья Эквадора в Тихом океане, на
каждом из которых существует своя фауна.
Дарвин
на подсознательном уровне выделял те факты и явления, которые находились в
теснейшей связи с величайшими проблемами естествознания. Вопрос о
происхождении органического мира еще не возник перед ним в ясной форме, а
между тем он уже обращает внимание на те явления, в которых находился ключ к
решению этого вопроса.
Так, с
самого начала путешествия он заинтересовался вопросом о способах переселения
растений и животных. Фауна океанических островов, заселение новых земель
занимали его в течение всего путешествия, и Галапагосские острова, особенно
тщательно исследованные им в этом отношении, сделались классическою землею в
глазах натуралистов.
Большой
интерес возбудили в нем переходные формы — предмет досады и пренебрежения со
стороны систематиков, отыскивающих «хорошие», то есть четко определенные
виды. Дарвин замечает по поводу одного из таких семейств: «Оно принадлежит к
числу тех, которые, соприкасаясь с другими семействами, в настоящее время
только затрудняют натуралистов-систематиков, но в конце концов могут
содействовать познанию великого плана, по которому были созданы
организованные существа».
В
пампасах Южной Америки он наткнулся на другой разряд фактов, легших в основу
эволюционной теории, — геологическую преемственность видов. Ему удалось найти
много ископаемых остатков, и родство этой вымершей фауны с современными
обитателями Америки, — например, гигантских мегатериев с ленивцами,
ископаемых броненосцев с ныне живущими, — тотчас бросилось ему в глаза.
В этой
экспедиции Дарвин собрал огромную коллекцию горных пород и окаменелостей,
составил гербарии и коллекцию чучел животных. Он вел подробный дневник
экспедиции и впоследствии воспользовался многими материалами и наблюдениями,
сделанными в ней.
2
октября 1836 года Дарвин вернулся на родину. Изданный им дневник путешествия
имел большой успех. Несколько месяцев он прожил в Кембридже, а в 1837 году
переселился в Лондон, где оставался пять лет, вращаясь, главным образом, в
кругу ученых.
Вообще,
эти годы были самым деятельным периодом в жизни Дарвина. Он часто бывал в
обществе, много работал, читал, делал сообщения в ученых обществах и в
течение трех лет состоял почетным секретарем Геологического общества.
Поселившись в Доуне, Дарвин провел в нем сорок лет спокойной, однообразной,
но деятельной жизни.
В июле
1837 года Дарвин начал собирать факты для решения вопроса о происхождении видов.
Его основные идеи намечены уже в записной книжке, относящейся к 1837—1838
годам.
Первый
набросок теории был составлен в 1842 году; второй, более подробный и уже
содержавший в сжатом виде все существенные аргументы «Происхождения видов», —
в 1844-м. Этот последний набросок Дарвин дал прочесть своему другу, Д. Гукеру.
По
прошествии 12 лет накопилась масса материала, а Дарвин все не решался
приступить к составлению книги. В этом случае его научная строгость
переходила в излишнюю щепетильность.
Наконец
Лайель, знавший о его планах, убедил его составить извлечение из своего труда
для печати. Это «извлечение», начатое Дарвином в 1856 году, должно было иметь
объем втрое или вчетверо больший, чем «Происхождение видов». Бог знает, когда
бы оно было окончено, если бы неожиданный случай не ускорил дело. Известие о
работах Алфреда Рассела Уоллеса (1823—1913) — английского натуралиста,
который независимо пришел к сходным эволюционным выводам, «подстегнуло»
публикацию результатов.
В
ноябре 1859 года она вышла в свет под заглавием «Происхождение видов путем
естественного отбора».
Гэксли
писал об этой книге: «Я думаю, что большинство из моих современников,
серьезно размышлявших об этом предмете, находились приблизительно в таком же
настроении, как и я, то есть готовы были крикнуть тем и другим — сторонникам
отдельного творчества и эволюционистам: «Чума на оба ваши дома!» — и
обратиться к разработке фактов... И потому я должен признаться, что появление
статей Дарвина и Уоллеса в 1858 году, а еще более «Происхождение видов» в
1859-м, произвело на нас действие яркого света, внезапно указавшего дорогу
людям, заблудившимся среди ночной темноты... Это было именно то, чего мы
искали и не могли найти: гипотеза о происхождении органических форм,
опиравшаяся на деятельность только таких причин, фактическое существование
которых может быть доказано. В 1857 году я не мог ответить на вопрос о
происхождении видов, и в таком же положении были и другие. Прошел год, и мы
упрекали себя в глупости... Факты изменчивости, борьбы за существование,
приспособление к условиям были достаточно известны, но никто из нас не
подозревал, что в них находится ключ к решению проблемы о видах, пока Дарвин
и Уоллес не рассеяли тьму».
«Происхождение
видов» было встречено кратковременным, но тем более оглушительным взрывом
ругательств. «Поверхностное учение, позорящее науку», «грубый материализм»,
«безнравственный ум» и тому подобные малоубедительные, но достаточно крепкие
выражения посыпались градом со стороны ортодоксальных натуралистов и
теологов. Последние в особенности подняли «плач, и рыдание, и вопль великий».
Одну из
причин успеха теории нужно искать в достоинствах самой книги Дарвина.
Недостаточно высказать идею — необходимо еще и связать ее с фактами, и эта
часть задачи — едва ли не самая трудная. Он не только открыл закон, но и показал,
как этот закон проявляется в разнообразных сферах явлений.
Очевидные
факты изменений животных и растений под влиянием селекции и одомашнивания
были несомненными доказательствами изменяемости видов. Изменчивость
организмов возникает под влиянием меняющихся внешних условий. Дарвин выделил
основные формы изменчивости: определенную, когда все (или почти все)
потомство организмов, подвергшихся действию измененных условий, меняется
одинаково; и неопределенную, характер которой не соответствует изменениям внешних
условий.
Очевидно,
одной неопределенной наследственной изменчивости недостаточно, чтобы
объяснить процесс выведения новых форм одомашненных растений и животных.
Силу, которая из незначительных различий отдельных животных и растений
формирует устойчивые природные признаки, Дарвин нашел в практике
селекционеров. Для дальнейшего разведения они отбирают только те организмы,
которые обладают полезными для человека признаками. В результате отбора эти
признаки от поколения к поколению становятся все более выраженными.
Занявшись
поиском аналогичных процессов в природе, Дарвин собрал многочисленные факты,
подтвердившие, что в природе существуют все формы изменчивости организмов,
которые наблюдались в одомашненном состоянии. При этом ученый показал, что
незначительные и неустойчивые индивидуальные различия между отдельными
особями данного вида переходят в более устойчивые различия разновидностей
(или подвидов), а затем в отчетливые наследственные различия между разными
видами. Оставалось найти аналог искусственного отбора в природе — механизм,
который складывает незначительные и неопределенные индивидуальные различия и
формирует из них у организмов необходимые приспособления, а также межвидовые
различия. Так Дарвин подошел к важнейшему открытию — естественному отбору,
согласно которому выживают и оставляют потомство наиболее приспособленные к
существующим условиям особи данного вида.
Естественный
отбор в природе возникает в результате борьбы за существование, под которой
Дарвин понимал совокупность взаимоотношений организмов данного вида друг с
другом (внутривидовая конкуренция), с другими видами организмов (межвидовые
отношения) и с неживыми факторами внешней среды. Естественный отбор, по
Дарвину, — это неизбежный результат борьбы за существование и наследственной
изменчивости организмов.
В
процессе естественного отбора организмы адаптируются к условиям
существования. В результате конкуренции разных видов, имеющих сходные
жизненные потребности, хуже приспособленные виды вымирают. Совершенствование
приспособлений у организмов приводит, по Дарвину, к тому, что постепенно
усложняется уровень их организации — происходит эволюционный прогресс. Однако
естественный отбор не несет в себе никаких предпосылок, которые направляли бы
эволюцию обязательно по пути общего совершенствования организации: если для
данного вида по каким-то причинам такое совершенствование невыгодно, отбор не
будет ему способствовать. Дарвин полагал, что в простых жизненных условиях
высокий уровень организации скорее вреден. Поэтому на Земле всегда
одновременно существуют и сложные, высокоорганизованные виды, и формы,
сохраняющие простое строение.
И
сегодня, спустя сто пятьдесят лет, биологическая наука следует по
направлению, намеченному Чарлзом Дарвином.
|
