3. Современные проблемы теории селектогенеза

Дарвиновская концепция биологической эволюции получила название селектогенеза, поскольку отбор является в ней главным движущим формообразующим фактором. Громадна популярность этой концепции, обусловленная большим фактическим материалом, который использовался для ее обоснования, логической ясностью, последовательностью, а также тем обстоятельством, что она позволила объяснить большой круг биологических явлений. Благодаря этому ее идеи проникли во все направления биологической науки. Создалось впечатление, что эта теория станет единственной общепризнанной.

Однако и в этой теории обнаружились слабые пункты. Прежде всего это было связано с дарвиновским пониманием приобретения и наследования новых признаков. Дарвин вообще не использовал в своей теории законов наследственности. Между тем уже через несколько лет после ее опубликования Мендель в простых и точных экспериментах выявил и сформулировал основные законы наследственности. Правда, они не были признаны в то время, и их широкое признание было связано с их переоткрытием в 1900 г. де Фризом и другими исследователями. Однако вопрос о причине наследуемых изменений оставался открытым. Вскоре в экспериментах было обнаружено, что наследуемые изменения можно вызвать, воздействуя на наследственное вещество, на гены сильными химическими реагентами или жестким излучением, рентгеновским и радиоактивным. Однако естественная радиоактивность явно недостаточна для того, чтобы создать тот поток мутаций, то есть наследуемых изменений, которые к этому времени научились хорошо фиксировать и подсчитывать. Попытка связать мутирование наследственного вещества с космическим излучением также не привела к решению проблемы. Оказалось, что для поддержания соответствующего процесса мутаций, который свойственен живым организмам, космическое излучение должно быть в две тысячи раз сильнее. В конце концов было обнаружено, что мутирование происходит вследствие возрастания энтропии в цепях ДНК и поэтому число мутаций прямо пропорционально времени хранения клеток, в которых хранится наследственная информация. Таким образом, была выявлена причина мутаций. При этом было показано, что поскольку возрастание энтропии - это переход от порядка к беспорядку, то и мутации носят случайный характер, сами они не дают никакой направленности изменений. Более того, большая часть мутаций порождает такие свойства, наследуемые потомством, которые не улучшают, а ухудшают функционирование организма и его приспособляемость к условиям среды. Это привело к мысли, что эволюция не может идти по восходящей линии. Была даже выдвинута концепция угасающей эволюции. Этот вывод был сделан вследствие того, что не учитывалась громадная сила естественного отбора, который отбраковывает те особи, которые унаследовали те или иные дефекты организации.

Важно подчеркнуть, что случайный характер мутаций имеет место не только вследствие возрастания энтропии, но и любых других воздействий, например химических, или посредством жесткого излучения. В связи с широким использованием атомной энергии стали возникать такие ситуации, при которых уровень облучения живых организмов стал во много превышать естественный уровень радиоактивности. Сегодня на нашей планете существуют зоны, где в результате человеческой деятельности в течение многих лет уровень радиоактивности настолько повышенный, что мутационный процесс как у человека, так и у животных, попадающих в эту местность, скачкообразно возрастает.

Исследования этого процесса вначале привели к мысли, что всякое облучение отрицательно влияет на живой организм, и поэтому дозы облучения должны суммироваться, чтобы определить ту опасность, которой подвергается данный человек. Однако удалось выяснить и другую сторону проблемы. Оказалось, что если поместить простейшие живые организмы в условия, где благодаря экранированию облучение полностью отсутствует, то живые организмы тоже погибают.

Исследования последних лет показали, что механизм отбора действует не только в филогенезе, то есть в процессе биологической эволюции, но и в онтогенезе, то есть в индивидуальном развитии особи. Есть такие формы приспособления, без которых живые организмы вообще не могли бы существовать: при этом они не могут быть заданы генетически. Например, человек находится под постоянным давлением микроорганизмов, и для защиты у него существует механизм иммунитета. Однако бактерии и вирусы изменяются чрезвычайно быстро. Простота организации позволяет им благодаря колоссальной численности постоянно порождать новые виды и формы с новыми признаками. Попадая в организм человека, они атакуют ткани его тела, и фактически каждый раз приходится организму создавать новые системы защиты. Это возможно лишь постольку, поскольку защищающие организм клетки, например, лимфоциты, изменяются в соответствии с особенностями новой инфекции. При этом оказывается, что в случае эпидемии смертность может достигать громадных размеров. Чума в средневековой Европе, например, приводила к тому, что погибало больше половины населения.

Отбор, таким образом, шел на уровне индивидов, выживали лишь те, чьи иммунные системы успевали перестраиваться. Практика показывает, что среди множества особей того или иного вида всегда находится, хоть и не большое, число таких, которые могут приспособиться к любой бактериальной или вирусной агрессии. Именно они становятся основой размножения данного вида, который оказывается более приспособленным, чем раньше. Однако жертвовать значительной частью особей данного вида для выработки приспособленности, это слишком дорогая цена. Поэтому эволюция выработала механизм отбора в процессе функционирования индивидуального иммунитета. При взаимодействии с проникающей в организм инфекцией организм вырабатывает многообразие защитных средств до тех пор, пока не находит такой вид защиты, который оказывается эффективным. Именно на этом основана роль прививок. Когда в организм вводится убитая или ослабленная инфекция, то организм посредством механизма отбора находит эффективные формы борьбы с ней и, следовательно, когда он подвергается массированной атаке, например, в условиях эпидемии, он уже располагает средствами защиты.

Индивид в своей истории как бы воспроизводит и использует тот принцип отбора, который ведет к биологической эволюции и созданию новых форм, более приспособленных к условиям среды.

Достижения генетики были использованы с целью развития основной концепции дарвиновской теории эволюции. Современный вариант биологической эволюции, использующий достижения генетики в понимании изменчивости живых организмов и наследственности, получил название синтетической теории эволюции. Сегодня это, пожалуй, самая разработанная концепция биологической эволюции. Именно ее достижения используются практически во всех направлениях развития биологии. Во всем мире среди биологов она пользуется наибольшей популярностью. И все-таки есть проблемы, которые до сих пор не являются до конца решенными. Наиболее часто обсуждаемыми являются две такие проблемы.

Во-первых, это практическое отсутствие в очень многих случаях останков переходных форм от одного вида к другому. Между тем процесс видообразования является довольно длительным, и ископаемые останки промежуточных видов живых организмов должны были бы сохраняться. Противники теории эволюции утверждают, что промежуточных форм просто не было. Каждый вид создавался заново актом божественного творения, это так называемый криацианизм.

Вторая окончательно не решенная проблема - это процесс появления новых видов. Сельскохозяйственная практика позволила существенно преобразовать дикие формы животных и растений. Однако новых видов при этом создать не удалось. Между тем именно порождение новых видов через отбор - это основная идея как дарвиновской теории эволюции, так и ее современной формы - синтетической эволюции. Таким образом, элемент гипотетичности сохраняется в этой концепции биологической эволюции. Важным аргументом в ее пользу является сам принцип отбора. Ведь как показала синергетика, возникновение организованных форм в неорганической природе также осуществляется через отбор. Естественно поэтому принять фундаментальную идею, согласно которой законы природы вечны, меняются лишь формы их проявления. Отбор на уровне неорганической природы, порождающий физико-химические системы, по своей форме осуществляется и качественно и количественно иначе, чем биологический отбор. Да и механизмы, лежащие в основании отбора физико-химических и биологических систем, также качественно отличны. Тем не менее в обоих случаях имеет место отбор как формообразующий фактор.

Характерно, что механизм нашей мыслительной деятельности, посредством которого мы познаем мир, также основан на механизме отбора, что впервые понял Лейбниц и что реализуется сегодня в компьютерных программах.

Кибернетика в своем возникновении и развитии широко использовала идеи биологической эволюции и сама сформулировала принципы, которые можно было применять при обсуждении проблем биологической эволюции.

Одной из таких проблем, как отмечалось выше, является вопрос о существовании магистральной линии в процессе видообразования: от простого к сложному, от низшего к высшему. Согласно кибернетике многообразие форм поведения системы в конечном счете определяется ее сложностью. Чем сложнее система, тем большим числом стратегий поведения она располагает. Но согласно теории игр выигрывает в конкурентной борьбе именно та система, которая обладает большим числом стратегий, при прочих равных условиях. Следовательно, естественный отбор должен был оказывать давление в направлении усложнения, и таким образом возникает магистральная линия в процессе видообразования, которая ведет по пути усложнения живых организмов от простейших к приматам.

И все же наряду с селектогенезом продолжают существовать такие концепции биологической эволюции как номогенез и криацеонизм, пытающиеся предложить свои решения тех проблем, которые остаются нерешенными в синтетической теории эволюции.