Прогресс у органічному світі
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.
Эволюционная теория, претендующая на то, чтобы объяснить процессы развития в живой природе, не может обойти явление прогрессивной эволюции. Прогресс так же должен быть объяснен, как и целесообразность. Ламарк существование прогрессивной эволюции объяснял врожденным стремлением природы к прогрессу, иными словами, теорему, требующую доказательства, также возводил в ранг аксиомы. При этом возникали свои трудности. Как, например, объяснить сосуществование в природе низших и высших форм жизни? По Ламарку, это объясняется тем, что процесс самозарождения жизни идет и сейчас; низшие формы просто еще не успели подняться по эволюционной лестнице до уровня высших. Ясно, что в наше время такое объяснение не может быть принято.
Теория Дарвина решает эту проблему просто: виды прогрессивно эволюционируют лишь тогда, когда им это выгодно. Бактерия, инфузория или дождевой червь обитают в таких условиях, когда высокая организация им попросту не нужна. Прогрессивное развитие не может считаться обязательным законом жизни. Некоторые исследователи после Дарвина даже усомнились в существовании прогресса вообще. В самом деле, что считать более, а что менее прогрессивным? Кто прогрессивнее — туберкулезная палочка или человек?
Крупнейший из наших эволюционистов А. Н. Северцов разделил несколько расплывчатое дарвиновское понятие «прогресс» на два — биологический и морфофизиологический. Биологический прогресс трудно назвать прогрессом в нашем человеческом понимании. Если вид бурно размножается, широко распространяется в биосфере, отпочковывая при этом новые формы и виды, он, несомненно, биологически прогрессивен, хотя и может быть примитивным морфофизиологически.
В то же время, анализируя восстановленную по палеонтологической летописи историю жизни на нашей планете, мы ясно видим, что фауны и флоры, состоящие из примитивных представителей, в процессе эволюции сменялись более прогрессивными. За «веком рыб» (силур и девон) наступает «век амфибий» (девон, карбон и пермь), далее идут «века» пресмыкающихся (мезозой) и млекопитающих и птиц (кайнозой). Ясно, что млекопитающие прогрессивнее рыб — но каковы критерии прогресса?
Одним из важнейших критериев прогрессивного развития является параллельное возрастание дифференциации и интеграции организма. Усложнение органов за счет специализации их частей обязательно сопровождается усилением связей между частями. Подобно тому, как современное высокоразвитое общество не может существовать без сложных, порой дублирующих друг друга каналов информации, высокоразвитый организм нуждается в весьма сложных системах регуляции — внутри- и межклеточной, гормональной, нервной и т. д. Однако нельзя любую сложность считать прогрессивной. Сравните, например, цветок водяной лилии и цветок вьюнка или колокольчика. Казалось бы, первый устроен сложнее — в нем больше лепестков, больше тычинок. Но простота вторых лишь кажущаяся, они прошли длинный путь эволюции от таких же первично-сложных предков. От просто сложности к сложной простоте — такова генеральная линия эволюции.
Второй, не менее важный критерий — уход организмов от прямой власти внешних условий, создание своей собственной внутренней среды, иными словами — возрастание гомеостаза и гомеорезиса. Примитивные водные организмы — кишечнополостные, плоские черви, например, сильно зависят от осмотического давления внешней среды. Можно проследить, как в процессе эволюции возникали сложные защитные и регуляторные приспособления, позволяющие удерживать осмотическое давление полостных жидкостей на одном уровне.
Наружное оплодотворение, для которого требовалась вода, сменяется внутренним оплодотворением. Если антеридиям и архегониям у папоротника для оплодотворения нужна хотя бы капля росы, цветковые растения обходятся и без нее. Наконец, прогресс в развитии яйцеклеток — сначала плавающие в воде со стадией, подверженной всяким случайностям, пелагической личинки; затем богатые желтком, из которых развивается уже более крупное молодое животное; далее, живорождение и, наконец, вскармливание молоком и воспитание. Все эти пути неоднократно возникали в процессе эволюции. Постоянная температура тела возникла, например, дважды — у птиц и млекопитающих. Была она, очевидно, и у летающих ящеров. Улей и муравейник также имеют постоянную температуру, так что развитие расплода идет в стабильных условиях.
Подобный эволюционный принцип называют коротко — усилением гомеостаза.
Факторы внешней среды разделяют на абиотические и биотические. Какие из них играют большую роль в прогрессивной эволюции? Следует учесть, что усложнение среды за счет абиотических факторов имеет предел. Их не так уж много — температура, свет, ионный состав воды для водных организмов, влажность для наземных, почва, пища — что еще? Иное дело — биотические факторы. Вид существует всегда в ценозе, в окружении других видов животных и растений, которые могут быть врагами, конкурентами и добычей. Чем более насыщен биоценоз, тем более сложными становятся условия существования вида — поэтому он должен усложниться или вымереть. Третьего не дано.
Наоборот, в условиях упрощения среды потребности в прогрессивной эволюции снижаются. Именно поэтому мы находим на островах, даже таких больших, как Австралия, примитивные формы животных и растений — так называемые «живые ископаемые». Чтобы увидеть их, не надо ехать далеко. В весенних лужах под Москвой можно встретить довольно крупного рачка — щитня. О г его облика веет какой-то подчеркнутой архаичностью, и это не удивительно. Щитень существует с триасового периода без изменений. Обитая в быстро пересыхающих лужах, он практически не имеет конкурентов. Только немногие организмы успевают за короткий срок пройти весь цикл развития и отложить защищенные прочной оболочкой яйца, переживающие сухой сезон.
Итак, прогресс в эволюции организмов связан с прогрессом в эволюции биоценозов. Сложность организма пропорциональна сложности среды обитания. Если же среда упрощается, отпадает нужда во многих, прежде необходимых органах. Фенотипическое выражение их выпадает из-под контроля отбора и в соответствующих участках генома начинают накапливаться вредные мутации, приводящие к регрессу органа. Так теряют глаза пещерные формы и паразиты. Эволюция паразитизма — убедительнейший довод против «врожденного стремления к прогрессу». Предел регресса паразита — встроенные в геном хозяина вирусы. От них остается один генотип — фенотип редуцирован полностью.
Может ли регресс идти дальше? По-видимому, нет — организм уподобится чеширскому коту из «Алисы в стране чудес», от которого оставалась одна улыбка.
Весьма перспективна для анализа стратегии видов в эволюции теория игр — новый любопытный раздел математики. Применяя ее, можно четко сформулировать еще один критерий прогресса — смену пассивных форм защиты активными. В эволюции вооружения рыцарские панцири и щиты сменились рапирой, одновременно служащей средством для отражения удара и атаки. Так и в эволюции живой природы панцири черепах и колючки ежей сменяются более прогрессивной активной защитой, основанной на высоком уровне развития нервной системы (повышение интеграции организма).
Если же мы учтем известное замечание Энгельса о том, что прогресс в то же время и регресс, так как он ограничивает возможности к развитию в других направлениях, нам станет ясно, что Ламарк ошибется. Врожденного стремления к прогрессу в организмах нет. Виды прогрессируют лишь тогда, когда им это выгодно, когда усложнение организации повышает шансы в борьбе за существование.
Некоторые биологи усматривают в самом факте прогрессивной эволюции нарушение второго закона термодинамики. В самом общем смысле второй закон можно выразить так: все процессы в природе протекают в сторону увеличения вероятности конечного состояния, в сторону повышения энтропии. Карты, лежащие на столе в беспорядке, — более устойчивая система, чем построенный из них домик. Вероятность перехода системы из низкоэнтропийного состояния в высокоэнтропийное несомненно выше вероятности обратного перехода. Почему же в процессе эволюции высокоорганизованные формы могут вытеснять низкоорганизованных (хотя, как мы видели, в случае регресса бывает и наоборот)?
В термодинамике есть парадокс, именуемый парадоксом Максвелла. Максвелл предложил представить некое существо или устройство, способное отличать быстро двигающиеся молекулы («горячие») от медленных («холодных») и разделять их на фракции. В результате деятельности подобного фактора («демона») температура в одной части системы понизится, в другой повысится, возникнет перепад температур, понижающий энтропию и позволяющий совершить работу. На молекулярном уровне «демон» Максвелла невозможен: ведь он должен оценивать энергию каждой молекулы, хотя бы освещая их, а этот расход энергии компенсирует снижение энтропии.
Известный популяризатор и писатель-фантаст А. Азимов очень удачно сравнил «демона» Максвелла с естественным отбором Именно естественный отбор, «демон Дарвина», может сохранять прогрессивные формы, уничтожая примитивные. Локальное снижение энтропии на Земле за счет возникновения и эволюции живой природы объясняется наиболее просто и четко, без привлечения каких-либо сверхъестественных факторов, выживанием наиболее приспособленных.
Таким образом, дарвиновская теория, прекрасно объясняет не только целесообразность, приспособленность организмов к условиям внешней среды, но и их способность к прогрессивному развитию, И в этом аспекте дарвинизм остается непоколебленным.