Термины по теме эволюция. Понятие об эволюции. Эволюция и развитие

Александр Болдачев

I. Эволюция и коэволюция

Учитывая, что огромное количество разночтений, недоразумений, противоречий, споров при обсуждении проблем глобального эволюционизма носят сугубо терминологический характер (впрочем, наверное, как и во многих постнеклассических дисциплинах), следующую серию статей я посвящу терминологическим проблемам и мифам, связанным с теорией эволюции.

Глобальный или универсальный?

Термины "глобальный эволюционизм" и "универсальный эволюционизм" используются различными авторами практически как абсолютные синонимы.

Я остановился на слове "глобальный" так как оно наиболее точно отражает представление, что категория "эволюция" относится ко всему Миру как целому, что эволюционный процесс - это и есть форма существования, способ движения Мира. (В этой статье вместо понятия "Вселенная", чтобы избежать излишних физикалистких ассоциаций, я буду использовать слово "Мир"). Термин "универсальный" более подходит для характеристики некоторого принципа (закона), в равной мере применимого к различным обособленным системам.

Это, на первый взгляд, незначительное смысловое различие терминов "универсальный" и "глобальный" отражает противостояние двух эволюционных концепций: (1) коэволюционной и (2) глобально эволюционной (или просто - эволюционной).

Привлечение термина "коэволюция" при рассмотрении глобально-эволюционных процессов, на первый взгляд, кажется вполне естественным и в последнее время стало достаточно популярным.

Значение его предельно просто: коэволюция – это совместная, взаимозависимая эволюция двух или более систем. И тут встаёт вопрос: а возможно ли это? Именно различные ответы на этот вопрос отличают две эволюционные концепции.

Специалисты, развивающие идею коэволюции, естественно вынуждены констатировать, что эволюционирующими можно признать множество относительно независимых систем различного уровня.

Я же придерживаюсь второй точки зрения и считаю, что не существует нескольких эволюционирующих систем и что в каждый момент развития Мира эволюционирующей является только одна, высшая по иерархическому уровню система.

Попробую обосновать свою позицию, основываясь во многом лишь на разрешении элементарных терминологических проблем.

Эволюция и развитие

Несмотря на казалось бы достаточно прозрачное смысловое различие терминов "изменение", "развитие" и "эволюция", существует множество проблем, связанных с неоднозначностью их применения.

О развитии системы, как о чём-то большем, чем о её изменчивости, можно говорить лишь при появлении у системы принципиально новых, ранее не присущих ей определённостей, качеств, степеней свободы и так далее.

Наиболее понятным и наглядным примером развития является рост биологического организма, начиная с единственной клетки до цельного сложноорганизованного существа в зрелом возрасте.

Эволюцией я буду называть процесс развития, при котором возникающие определённости являются новыми, уникальными не только для конкретной системы, но и для всего Мира в целом.

Понятно, что развитие отдельного организма нельзя назвать эволюцией, так как новые для организма структуры, свойства не являются уникальными и уже множество раз повторялись у его предков.

Существенным отличием развития от эволюции является то, что развитие всегда предзадано внешними для самой системы условиями: физическими законами (для космологических и геологических объектов) или, скажем, генетически (для биологических организмов).

Именно некорректное применение термина "эволюция" к космологическим и геофизическим объектам, даёт повод для оппонентов глобально-эволюционного подхода утверждать, что не все эволюционные процессы выстраиваются в единый иерархический ряд и, что не существует единых принципов описания эволюционирующих систем.

Но это чисто терминологическое недоразумение - ни космологические, ни геофизические процессы на данном этапе развития Мира не являются эволюционными. В крайнем случае, можно говорить о развитии космологических объектов (прохождении ими стандартных, определённых существующими законами, стадий), но не об их уникальном эволюционном становлении, то есть появлении у них принципиально новых для Мира определённостей.

Авангард эволюции

Строгая трактовка термина "эволюция", как процесса возникновения принципиально новых для Мира определённостей, позволяет утверждать, что единственной абсолютно эволюционирующей системой является только весь Мир.

Но поскольку движение Мира реализуется в некоторой конкретной локальной (не тождественной Миру) системе, то такую систему также можно назвать эволюционирующей.

В каждый момент времени движения Мира эволюционирующей системой является верхняя, последняя по времени формирования, высшая по уровню развитию ступень в иерархической лестнице.

В настоящее время эволюционирующей является социальная система. Для подчёркивания уникальности, выделенности эволюционирующей системы я ввёл термин "авангардная система" или "авангард эволюции". То есть, можно сказать, что эволюция Мира реализуется возникновением принципиально новых определённостей в процессе функционирования авангардной системы.

Каждая из систем предыдущих иерархических уровней была эволюционирующей, то есть авангардной, в момент своего становления. Конечно, системы ранних уровней участвуют и в последующем эволюционном движении, но лишь как относительно стабильные элементы авангардной системы.

Если в системах предыдущих уровней и происходят принципиальные изменения, то они обязательно связаны с влиянием эволюционирующей авангардной системы.

Так мы можем говорить о выведении новых сортов растений и пород животных, синтезе отсутствующих в природе полимеров, изменениях ландшафта, но все эти принципиально новые для Мира определённости являются следствием функционирования ныне авангардной социальной системы, а не имманентными изменениями биологической, химической и геофизической систем.

Эмпирическим подтверждением существования эволюционных изменений только на высшей (последней) ступени иерархической лестницы является неизменность ранних видов живых организмов - биологическая эволюция осуществлялась только за счёт прироста новых, высших по уровню классов, а не как непрерывная модификация имеющихся видов. Все биологические классы, виды, возникнув в момент, когда они находились на верхней ступени, в дальнейшем уже не претерпевали принципиальных модификаций. Все изменения видов происходили и происходят сейчас либо в рамках изначально определённого уровня, либо вообще в направлении деградации (атрофирование органов, утеря некоторых способностей и так далее).

Миф о коэволюции

Итак, строго определив термины и не найдя подтверждений существования параллельно эволюционирующих систем, я вынужден констатировать, что термин "коэволюция" изначально некорректен. То есть, если под термином "эволюция" понимать лишь появление принципиально новых определённостей, а также, что эволюционное движение свойственно лишь авангардной системе, то использование термина "коэволюция" теряет смысл - буквально, не существует никаких самостоятельно эволюционирующих систем, движение которых мы могли бы рассматривать как коэволюцию.

Можно, конечно, предположить существование множества независимых систем авангардного уровня разнесённых в пространстве, скажем, инопланетных цивилизаций. Однако до факта их контакта невозможно серьёзно обсуждать проблемы коэволюции, а после контакта, мы вынуждены будем рассматривать их как единую систему. Что, по сути, и произошло на нашей планете после окончания эпохи великих географических открытий - ранее независимо развивавшиеся разделённые морями культуры слились в единую цивилизацию.

Иногда говорят о коэволюции, как о согласованном изменении элементов некоторой системы. Однако, в этом случае термин "коэволюция" не означает ничего более, чем просто взаимное согласование элементов. О коэволюции элементов (то есть, об их совместной эволюции) нельзя говорить, даже если они являются частью эволюционирующей системы. Их изменения и в этом случае не эволюционны, а лишь реализуют, отражают эволюционный процесс, оставаясь в рамках своей определённости (смотрите выше замечание о выведении новых пород и синтезе химических элементов).

Особо модным стало использование термина "коэволюция" в социально-экологическом контексте для обозначения стремления к гармоничному взаимодействию цивилизации и биосферы (Моисеев Н. Н.). Такая трактовка термина, конечно, не имеет прямого отношения к парадигме глобального эволюционизма. Серьёзно её можно обсуждать лишь в сферах экологии, социальной этики, политики, просвещения. Коэволюция человека и биосферы с научной позиции (без эмоционально-оценочного экологического пафоса) значит не более, чем просто взаимодействие эволюционирующей социальной системы с окружающей средой. Использование термина "коэволюция" в данном контексте является лишь эффектной заменой таких традиционных понятий из области экологической этики таких, как "гармоничное взаимодействие человека с природой", "соблюдение природоохранных норм" и так далее.

Миф об эволюции биологических видов

А теперь обратимся к изначальному, сугубо биологическому значению термина "коэволюция". Им несколько десятилетий назад стали называть согласованное изменение биологических видов при их сосуществовании в одной экосистеме. По сути, в биологии коэволюция - это не более чем общее название для двух процессов: коадаптации видов и симбиоза (взаимоприспособления видов различных уровней к совместному существованию).

Если для процесса изменения видов использовать традиционный термин "эволюция", тогда коадаптацию и симбиоз вполне корректно можно было бы называть коэволюцией. Но, подходя предельно строго к определению категории "эволюция", мы вынуждены признать, что изменение биологических видов не является эволюционным процессом.

Вид, оставаясь в рамках своей целостности, даже не способен к развитию (обращаю внимание, что я говорю о виде как целом, а не об отдельных организмах). Ведь действительно, нельзя серьёзно считать развитием вида изменение окраски или размеров органов, вызванных приспособлением к окружающей среде. Тем более, что часто (довольно часто) эти изменения носят деградационный характер.

Следовательно, в процессе приспособления вида к среде мы наблюдаем лишь элементарную его изменчивость, движение в рамках заданных определённостей. Но и образование новых видов в рамках одного класса нельзя в полной мере считать развитием и, тем более, эволюционным процессом. Мы же не станем утверждать, что, например, организм тигра более развит по сравнению с организмом камышовой кошки, или слоны являются более эволюционно-прогрессивным видом по сравнению, скажем, с крысами.

Каждый вид млекопитающих (и других классов) идеально приспособлен к своей среде обитания, а морфологические отличия видов в рамках класса не принципиальны с точки зрения уровня развития, и не могут восприниматься как показатели эволюционного изменения.

Этот, самый общий терминологический анализ ставит перед нами вопрос: а является ли биологическая эволюция - эволюцией видов? Терминологически корректнее говорить, что биологическая эволюция реализуется в эволюции классов. И, следовательно, изменчивость видов в ходе естественного отбора нельзя рассматривать, как закон биологической эволюции.

Вот так, незамысловатый анализ эволюционной терминологии не только позволил нам более подробно рассмотреть процесс эволюции Мира, но и по-новому взглянуть на сущность биологической эволюции.

II. Миф об естественом отборе

В развитие начатой темы, эту часть я полностью посвящу логическому анализу современной парадигмы биологической эволюции, истоками восходящей к Чарльзу Дарвину, в частности одному из основополагающих её моментов – принципу естественного отбора (активно применяемого и к другим эволюционирующим системам). И опять же мне придется сделать неутешительный вывод: принцип отбора не только не может рассматриваться как закон эволюции биологического и других иерархических уровней, но и взятый сам по себе является тавтологичным.

Я понимаю, что большинство людей, так или иначе знакомых с теорией Дарвина, жёстко связывают происхождение биологических видов с джентльменским набором: наследственность, изменчивость и отбор. Поверьте, разрушая столь привычное для уха сочетание слов, я преследую лишь единственную цель – попытаться навести порядок в эволюционной терминологии, что, надеюсь, поможет формированию научно состоятельной теории биологической эволюции. А сейчас к делу, то есть к элементарному логическому анализу легендарного принципа отбора!

Недостаточность принципа отбора для объяснения направления эволюции

Начну с предположения (очень разумного), что я ошибаюсь и образование новых видов, как следует из теории Дарвина, происходит исключительно и только вследствие отбора. Для обострения проблемы и большей наглядности рассмотрю сразу процесс образования видов нового класса из видов предыдущего класса. Исходя из того, что теория отбора не содержит каких-либо ограничений на модификацию видов, то есть в ней отсутствуют принципы, запрещающие им постоянно изменяться, логично предположить, что эволюционировать в виды последующего класса должны все или хотя бы некоторое множество видов предыдущего класса. Ну, скажем, из ряда видов пресмыкающихся должен образоваться ряд видов млекопитающих. Если это так, то совершенно непонятно, как в результате случайных изменений видов, приспособленных к обитанию в разных условиях (от пустынь до гор), на разных континентах независимо появились столь одинаковые по функциональному устройству виды последующего класса. Можно предположить два разумных решения этой проблемы: (1) появление видов нового класса от разных видов предыдущего класса не было независимым или (2) все виды следующего класса произошли от одного вида предыдущего. Оба эти варианта вполне могут стать темами для научных исследований. Но для нас важен другой вывод: ни первая, ни вторая из приведённых гипотез, объясняющих функциональную однотипность видов нового класса, не может быть объяснена исходя лишь из принципа отбора. Первый вариант помимо отбора требует существования некоторой не локальной, общей для биосферы закономерности, определяющей направление эволюции. Второй – подразумевает наличие запрета на эволюционное изменение для множества видов класса, что естественно, также не укладывается в рамки концепции отбора.

Адаптивная функция отбора

Вообще-то, для получения вывода, что одного принципа отбора недостаточно для объяснения направленности эволюции, не было необходимости так глубоко копать. Ведь сам по себе, по своей логической сущности отбор не направлен на изменение вида. В условиях стабильной окружающей среды результатом его действия является сохранение стабильности вида. Модификация вида будет происходить только при изменении параметров среды. Из чего следует уже знакомый вывод: отбор нельзя рассматривать как причину, сущность, закон изменения вида – направленность модификации вида определяется изменением внешних условий, а отбор играет лишь вспомогательную адаптивную функцию.

Мутации не задают направление эволюции

Но отбор действует не сам по себе, а в упряжке с двумя другими принципами теории Дарвина: наследственностью и изменчивостью. Понятно, что наследственность выполняет лишь стабилизирующую функцию в жизни вида. А вот изменчивость могла бы претендовать на роль указующего перста эволюции, если бы не признавалась случайной. Следовательно, и в тандеме с изменчивостью отбор не может считаться законом эволюции, определяющим направление модификации видов.

Принцип наименьшего действия как физический аналог принципа отбора

В подтверждение результативности, осмысленности, научной состоятельности принципа отбора часто приводят факт его аналогичности физическому принципу наименьшего действия. Действительно, оба принципа каждый в своей области обеспечивают выбор "лучшей" из множества возможных траекторий движения системы. Но на этом аналогия и заканчивается. Применение принципа наименьшего действия к физической системе возможно только при наличии данных о её состоянии, например, начальных и конечных координат, энергии системы. То есть, сам принцип наименьшего действия не является законом системы, он лишь даёт возможность рассчитать траекторию её движения при известных параметрах системы. А это уже совсем не та роль, которую приписываются принципу отбора, призванному в биологии самостоятельно объяснять направленность и форму реализации эволюционного процесса. По крайней мере, в современной теории биологической эволюции нет никаких других законов, параметров состояния системы и так далее, по отношению к которым отбор мог выступать в качестве принципа поиска оптимального решения, оптимальной траектории движения системы.

Конкуренция в рыночной экономике

Довольно часто можно столкнуться с выдвижением принципа отбора в качестве закона развития элементов социальной системы. Так традиционно, принцип отбора упоминается при описании функционирования рыночной экономики. Но и в роли конкуренции отбор не несёт никакой научной нагрузки, кроме констатации факта приспособления элементов рынка (людей, предприятий) к существующим экономическим условиям. Как и отбор в биологии, конкуренция в экономике не в состоянии объяснить ни появление новых, ни направление модификации старых элементов рынка. Направленность развития экономики, а, следовательно, и её элементов, безусловно, определяется некоторыми общими для всей системы законами, а не банальным принципом выбора из случайных вариантов.

Отбор в сфере научного познания

С таким же успехом принцип отбора применим и в теории научного познания (пример: "Эволюционная эпистемология" К. Поппера, смотрите также мою статью "Тривиальность эволюционной эпистемологии Карла Поппера"). Бесспорно, что и в сфере науки отбор обеспечивает "выживание" лучших теорий. Но точно также он ни в коей мере не объясняет механизм появления новых идей, гипотез. Предположение о том что, теории появляются в результате случайного перебора научных понятий (что вполне логично следует из концепции отбора), нельзя признать состоятельным. Безусловно, что и появление новых теорий, и направление их развития определяются некоторыми (гораздо более содержательными, чем принцип отбора) общими законами функционирования науки и социальной системы в целом.

Какими же должны быть законы эволюционного движения?

Обобщающий вывод можно сделать такой: эволюционная теория может считаться состоятельной, если она будет описывать закономерности развития эволюционирующей системы, как целого. Она должна объяснять возможный спектр новых элементов, новых качеств, а также направленность отбора этих возможностей. Самому же принципу отбора в теории эволюции должно отводиться в лучшем случае место механизма реализации законов, но ни как самого закона.

Тавтологичность принципа отбора

Живучесть теории естественного отбора можно объяснить несколькими причинами: (1) безусловным признанием просвещённой публикой самого факта наличия биологической эволюции и высокой оценкой эвристического значения теории Дарвина, (2) отсутствием какой-либо научной альтернативы (рассматривать не научные, теологические варианты, как не поддающиеся логическому анализу здесь не буду; тех, кого интересует мое мнение на эту тему, отсылаю к статье "Богу - Богово, кесарю - кесарево") и (3) абсолютной тавтологической истинностью принципа отбора.

В качестве закона эволюции принцип отбора имеет научное значение не более чем фраза "получилось так, как получилось". Действительно, на вопросы: "А почему именно этот путь развития имеет место?", "Почему именно такая форма была реализована?" принцип отбора не может ответить ничего более существенного, чем: "они были лучшими", "более приспособленными", "более сильными" и так далее. А самое главное, принцип отбора совершенно не обладает основным свойством научного закона – предсказательной силой. Исходя из отбора, совершенно невозможно прогнозировать развитие системы – можно только констатировать, что "будет так, как будет", или "выживет сильнейший". Ведь если бы биологическая эволюция развивалась совершенно по-другому сценарию, и в результате реализовывались совершенно другие типы организмов, то принцип отбора с той же степенью истинности описал бы и любой другой вариант. Тезис "было, как было, а будет, как будет" опровергнуть нельзя. Но и сделать хоть какой-то научно целесообразный вывод из него тоже невозможно.

Подытоживая рассуждения о месте принципа отбора в эволюционных теориях, ещё раз сформулирую основной пафос моих терминологических изысканий: эволюционное движение системы - это нечто совершенно другое, чем процесс изменчивости и приспособления элементов системы в ходе этого движения. Дарвин "мне друг, но истина дороже".

III. Миф о самоорганизации и саморазвитии

Зададим очень простой вопрос: какой должна быть теория самоорганизующихся систем? Ответ вполне прозрачен: это должна быть теория, способная описать автономное (самостоятельное, не направляемое внешними воздействиями) образование некоторой функционирующей системы из независимых, рассредоточенных элементов. Можно рассмотреть и не такой жёсткий вариант определения, более подходящий для теории саморазвития, чем для теории самоорганизации: это теория, описывающая закономерности появления (формирования, образования) у некоторой автономной системы новых признаков, свойств, функций и так далее, под воздействием только внутренних причин. Казалось бы, вполне корректно сформулированная задача. Вот только есть один вопрос на засыпку: а что же будет описывать эта теория самоорганизации (саморазвития)? Кто мне сможет назвать хоть одну систему (не равную всему Миру), которую можно было бы без натяжек назвать самоорганизующейся или саморазвивающейся?

Первое, что приходит всем в голову – это живые системы. Хорошо, начнём, а вернее продолжим начатый в предыдущих частях разговор о биологической эволюции.

Претендент №1: живой организм

Итак, можно ли считать биологический организм самоорганизующейся, саморазвивающейся системой? Наверное, нет. Появление у отдельного организма новых свойств в период его роста предопределено генетической программой вида. Мы же не будем считать самоорганизацией автомобиля процесс его сборки по чертежам. Хотя, конечно, "сборка" живого организма - это нечто другое. Он сам себя собирает. Но всё же я не стал бы говорить об организме, как о самоорганизующейся системе. Он скорее самовоспроизводится. А это нечто совсем другое. Все его качества предзаданы и определены внешней для него системой - видом. А появление некоторых новых, отличных от общевидовых, качеств носит случайный, мутационный характер, и их нельзя представить как саморазвитие.

Претендент №2: биологический вид

Говорить о саморазвитии вида также не приходится.

Во-первых, мы не можем рассматривать вид как саморазвивающуюся систему, поскольку новые признаки, появляющиеся у вида, отражают, прежде всего, изменения среды, а не некоторое его самостоятельное развитие. Если окружающая среда не изменяется, то и вид остаётся неизменным - действие отбора направлено на поддержание его стабильности.

Во-вторых, поскольку в основе изменений вида лежат случайные мутации (по традиционной трактовке биологической эволюции) или различные внешние воздействия (по альтернативным теориями), то ни о какой внутренней потенции вида к изменениям, которая служила бы движущей силой его саморазвития, говорить не приходиться.

В-третьих, движение биологического вида, как я уже писал ранее, не является развитием в полном смысле этого слова: изменение некоторых морфологических свойств (окраски, размеров и так далее) нельзя рассматривать как приобретение принципиально новых свойств, что только и можно было бы называть развитием. Тем более, что часто приспособление вида к окружающей среде носит деградационный характер.

Признать вид саморазвивающейся системой можно только при условии, что будет точно установлен механизм непосредственного образования вида последующего класса из вида низшего класса (с возникновением новых органов и так далее), да ещё исключительно по внутренним, сугубо видовым причинам (хотя откуда им, этим внутренним причинам, взяться?).

Претендент №3: биосфера (или другие авангардные системы)

Аналогичные рассуждения можно привести и в обоснование "несамостоятельного" развития более крупных биологических таксонов, в частности, классов. Их развитие, безусловно, связано с общими процессами в биосфере - оно отражает и реализует её эволюцию.

Таким образом, мы пришли к вполне естественному выводу, заявленному уже в первой части статьи - эволюционирующими (то есть саморазвивающимися) можно назвать только две системы: Мир и авангардную систему (биосфера была авангардной системой в период биологической эволюции).

Всё сказанное справедливо и для нынешнего авангарда эволюции - социальной системы. Ни один из элементов, ни одну из подсистем социума (людей, предприятия, социальные институты) нельзя рассматривать как саморазвивающиеся, самоорганизующиеся. В своих изменениях они лишь отражают общий процесс эволюции социальной системы.

Даже столь привычное для нас словосочетание "саморазвитие человека" не подразумевает некоторое абсолютное "само-". Человек встроен в социальную систему, и под его "саморазвитием" имеется в виду лишь приобретение внешних человеку знаний, умений без посторонней помощи. Если человека полностью оградить от влияния социума, то его "саморазвитие" ограничится его генетической программой, то есть уровнем животного (хотя, конечно, и высокоразвитого).

Претендент №4 (последний): Мир

Итак, допустим, мы ответили на вопрос: какие системы могла бы описать гипотетическая теория саморазвития (самоорганизации)? Это сам Мир и авангардная эволюционирующая система. Но с первого же взгляда понятно, что они совершенно не подходят под определение самоорганизующихся систем, приведённое в начале текста.

Авангардная система (скажем, биосфера в своё время или социальная система) хоть и приобретает в ходе эволюции новые определённости, но её образование никак не может быть представлено как самоорганизация (самосборка) из некоторых независимых, рассредоточенных элементов. И более того, авангардная система не является абсолютно замкнутой, обособленной от систем предыдущего уровня эволюции. Её развитие обязательно определяется продолжающимся движением (хотя уже не эволюционным) предыдущих систем, которые она включает в себя в качестве элементов. Это - с одной стороны. А с другой - совокупность всех систем более ранних иерархических уровней одновременно является и внешней средой для развития авангардной системы и активно влияет на её формирование. И это жёсткое взаимодействие системы и среды не позволяет рассматривать систему как замкнутую и саморазвивающуюся по своим внутренним причинам. Остаётся сделать вывод, что таковой (замкнутой и саморазвивающейся) системой является только Мир.

САМО- или не САМОразвивается Мир?

Однако тут же встаёт вопрос о правомерности применения терминов "саморазвитие" или "самоорганизация" к такому объекту, как Мир. Определить, является или не является система самоорганизующейся, можно только находясь вне её, то есть с позиции стороннего наблюдателя, в позицию которого мы, естественно, встать не можем. Более того, бессмысленно утверждать, что Мир организуется, поскольку его состояние в каждый конкретный момент времени есть в полной мере организованное. И, конечно, нельзя говорить о некой САМОорганизации, поскольку по определению для Мира никакого "не-САМО" и быть не может.

Конечно, оставаясь в рамках традиционной физики и теории Большого Взрыва, можно представить Мир (Вселенную) как самоорганизующуюся из хаотически распределённых элементов систему. Однако, тем, кто читал мою первую статью о парадигме глобального эволюционизма, понятно, что я могу сказать на эту тему: подобный процесс нельзя считать саморазвитием - он обязательно требует существование внешних Миру физических законов и может быть описан лишь как разворачивание, реализация предзаданного сценария.

А может быть, все же саморазвитие есть на физическом уровне?

Я специально отложил рассмотрение возможности саморазвития на низших иерархических уровнях до более удобного момента, до упоминания проблемы предзаданности. Именно по причине предзаданности сценария изменений все известные нам физические и химические явления и процессы не могут считаться саморазвивающимися. Образование структур или колебательных процессов в открытых нелинейных потоках - не более самоорганизующиеся, саморазвивающиеся явления, чем дифракционная решётка или колебания маятника. Во всех этих случаях мы наблюдаем лишь реализацию жёстко определённого сценария, а не саморазвитие систем или процессов. Более того, во всех нелинейных процессах, представляемых как самоорганизующиеся, образуются не сложные функционирующие системы с множеством взаимодействующих элементов, а лишь регулярные структуры. Описание процесса образования структур - это значительное достижение современной науки, но очень далеко отстоящее от теории саморазвития и самоорганизации сложных систем.

В предыдущем абзаце был брошен камень в огород синергетики, что наверняка не осталось незамеченным просвещённым читателем. Да и весь разговор о самоорганизующихся системах, естественно, подразумевает плавный переход к обсуждению проблем именно этой области современной науки, претендующей на место "теории эволюции и самоорганизации сложных систем" (Е. Н. Князева, С. П. Курдуюмов). Именно этим претензиям синергетики, порождённым, на мой взгляд, элементарной терминологической путаницей, будет посвящена следующая часть статьи о мифах и терминологии эволюционизма. А сейчас вывод по этой части статьи.

Теории самообразования и саморазвития систем не существует и существовать не может по простой причине - отсутствие предмета теории. Для описания систем и процессов, которые я рассматривал в качестве претендентов на роль саморазвивающихся, нужны специальные, довольно не похожие друг на друга теории: теория воссоздания организма по заданной программе, теория изменчивости вида в процессе его адаптации к окружающей среде, теория формирования новых видов в ходе эволюции биосферы, теория образования дипассивных структур в открытых нелинейных средах и так далее, и так далее. Специалисты, работающие над созданием единой (общей) теории самоорганизации и саморазвития сложных систем, наступают на те же грабли, по которым уже десятилетия топчутся физики, работающие над созданием общей теории поля или единой теории физических взаимодействий.

IV. Миф о синергетике как эволюционной теории

Основное, что подтолкнуло меня к написанию данной части статьи – это, на мой взгляд, невзвешенное, некорректное, противоречивое использование терминов «эволюция», «развитие», «саморазвитие», «самоорганизация» в текстах, посвященных молодой, продуктивной науке – синергетике. Я ни в коей мере не хочу принизить ее действительно значимые достижения. Хотелось бы только обратить внимание читателей на необоснованность выводов приверженцев идеи глобальности, новофилософичности синергетической идеологии, делающих смелые экстраполяции результатов этой точной науки в области, далекие от ее сферы приложения.

В двух словах о синергетике

Предметом изучения синергетики (или по другой версии названия - неравновесной термодинамики) являются открытые нелинейные процессы в различных средах (физических, химических, биологических, социальных). Вот, для примера, короткий перечень явлений, которые попадают в сферу интересов синергетики: тепловая конвекция, волны в плазме, погодные и климатические изменения, течение химических и биохимических реакций, колебания численности биологических популяций, демографические процессы и т. п. Нелинейными эти процессы называются потому, что их ход описывается нелинейными уравнениями. Открытость процессов означает, что идут они с постоянным притоком и оттоком энергии, вещества, информации или чего другого, что задействовано в процессе. Неравновесность - что основные эффекты синергетики проявляются в моменты, когда среда или поток находятся в состоянии далеком от равновесия. Неотъемлемая особенность процессов, которые изучает синергетика – это их хаотичность, наличие случайной составляющей, размытость - диссипативность, как говорят синергетики.

Сразу же следует заметить, что синергетика изучает лишь внешние параметры протекания процессов: их скорость, распространение в пространстве и т.д., а не их содержание, способ реализации. То есть специалисты по синергетике не отнимают хлеб от физиков, химиков, экономистов, метеорологов и т.д.

А теперь обратимся к достижениям синергетики, верней к интересным явлениям и эффектам в неравновесных средах, которые она изучает: (1) в открытых нелинейных средах может возникать макроскопическая организованность: волны, регулярные структуры - так называемые диссипативные структуры; (2) для конкретной среды и конкретного процесса возможен дискретный спектр диссипативных структур, что отражает множественность решений нелинейных уравнений; (3) вследствие этой же множественности решений нелинейных уравнений процессы в неравновесной среде при одних и тех же условиях могут протекать по нескольким возможным траекториям (точка, в которой процесс «осуществляет выбор» между возможными траекториями называется точкой бифуркации); (4) образование той или иной структуры, выбор неравновесным процессом той или иной траектории в точке бифуркации зависят от незначительных флюктуаций среды, что позволяет говорить о существенной роли хаоса в протекании неравновесных процессов и формировании структур.

Это, конечно, далеко не весь список. Понятно, что в несколько абзацев не уместить то, чему посвящены тома и тома. Но надеюсь, сказанного достаточно, чтобы понять, о чем идет речь даже впервые прочитавшим слово «синергетика».

А где же эволюция сложных систем?

Для темы нашего разговора, важно то, что в этом кратком изложении основ синергетики мне, без какого либо ущерба для смысла, не понадобилось использовать термины: «сложная система», «развитие», «самоорганизация», «эволюция», которыми постоянно оперируют специалисты по синергетике.

Да и действительно, можно ли потоки или среды (жидкостные, газовые, плазменные, информационные и т.д.) назвать сложными системами? Где элементы, связи, процессы, функционирование?

О каком «развитии» и тем более «эволюции» может идти речь в элементарных процессах горения, теплопроводности, течения химических реакций и т.д.? Где появление принципиально новых качеств, явлений?

Корректно ли назвать «самоорганизацией» появление в среде структур? Тем более, когда структуры не из чего не организуются, а являются лишь регулярными неоднородностями среды, волнами или рядом турбулентностей, и вообще не САМОорганизуются, а формируются потоками.

Конечно, каждая наука свободна в выборе терминологии. Никто не может ограничить использование таких удобных для произнесения фраз: «развитие реакции», «самоорганизация структуры», «многовариантность эволюции процесса». Но именно вольно обиходное применение терминов послужило причиной не всегда обоснованного, на мой взгляд, применения выводов синергетики к сложным системам, в которых реально реализуются процессы развития и эволюции. Именно некорректный перенос терминологии породил такие заключения, что «синергетика – это теория самоорганизации и эволюции сложных систем», «синергетика обосновывает альтернативность путей эволюции» и т.д. (Приведенные фразы взяты не из какого-то конкретного текста, это стандартная риторика, которой предостаточно в статьях, посвященных идеологии синергетики.)

Элементарная проблема редукционизма

Правда, помимо элементарной терминологической неряшливости, некоторым оправданием перескока с разговора о потоках и средах, к обсуждению развития сложных развивающихся систем может служить наличие в последних нелинейных диссипативных процессов. Эти процессы (например, экономические, демографические процессы в социальной системе) возникают в результате хаотичного взаимодействия огромного числа элементов сложной системы и действительно могут быть описаны нелинейными уравнениями в рамках синергетического подхода. Но согласитесь, что формальный расчет некоторых частных процессов в системе никак не означает описание функционирования самой сложной системы. То есть я хочу сказать, что предметом синергетики является не сложная система как таковая, а лишь некоторые процессы в этой системе. Перед нами элементарная проблема редукционизма. К примеру, мы же не будем утверждать, что химия в состоянии описать функционирование биологического организма, только на основании того, что в живом организме протекает множество химических реакций.

Многовариантность эволюции или просто разнообразие форм?

Наличие нескольких решений у нелинейных уравнений означает не более того, что нелинейные процессы в той или иной системе могут иметь несколько вариантов осуществления. Но из этого нельзя сделать вывод, что сама система имеет множество путей эволюции.

Во-первых, априорное наличие нескольких решений ни в коей мере не говорит об эволюции, а является лишь констатацией возможности нескольких предписанных состояний. Эволюцией можно назвать появление нового нелинейного процесса, описываемого новым уравнением с принципиально новыми степенями свободы, а не факт существования у известного уравнения нескольких решений.

Во-вторых, само наличие нескольких решений или вообще какое-либо разнообразие элементов, процессов и т.д. не есть разнообразие эволюционных путей. Опять же, большую достоверность имеет обратное утверждение: единая эволюционная определенность реализуется в многообразии форм. Так, появление нового эволюционного класса животных (например, млекопитающих) реализуется в огромном многообразии видов. Тут, конечно, очень существенную роль играет фиксация терминологии. Если в качестве эволюционного процесса признать появление видов – то эволюция действительно имеет множество путей, а если относить к эволюционным изменениям лишь появление нового класса (что реально является принципиально новой определенностью, новым вариантом организации живого организма, см. предыдущую статью), то следует признать, что в эволюции Мира на каждом этапе реализуется лишь один вариант, но во множестве форм. (Однако не следует принимать это утверждение, как приписывание Миру строгого детерминизма. Я говорю лишь о единичности результата, а не о предписанности конкретной формы его реализации).

В-третьих, мы в принципе не можем определить, является ли эволюция Мира детерминированной или нет по одной простой причине: Мир для нас – это уникальный объект, мы являемся его элементами, и любые наши заверения о вариантах его движения как целого принципиально не проверяемы. Более того, Мир вообще не может быть предметом синергетики, так как он не является открытой средой (потоком).

Хотя, конечно, вывод синергетики о вариантности течения нелинейных процессов и случайности выбора одного из вариантов в точке неустойчивости вполне применим к неуникальным элементам эволюционирующей системы. То есть в случае, если элементы эволюционирующей системы могут реализовываться в нескольких дискретных формах, то процесс выбора одной из них одним конкретным элементом (например, направление развития и форма отдельного экономического предприятия) вполне вписывается в схему синергетического подхода.

Новая философия или все же очередная точка зрения?

Следует четко разделять синергетику, как точную науку, описывающую процессы в открытых нелинейных средах и потоках, и синергетическую естественнонаучную парадигму, переносящую, экстраполирующую точные научные выводы на процесс развития сложных систем, чаще всего на социум и его элементы. Схема переноса вполне привычная. Так, несколько веков назад классическая механика заставила всех говорить о детерминизме и возможности рассчитать все и вся. Теория Дарвина побудила повсюду видеть действие принципа отбора. Теория относительности вызвала рассуждения на тему относительности всяких и в том числе социальных представлений. Квантовая механика инициировала споры о дуализме общественных процессов, кибернетика - об их информационной сущности. Ну а синергетика, решив задачу возникновения структур в неравновесных средах, и наблюдая множество нелинейных процессов в сложных систем, решила, что вот сейчас-то она опишет саморазвитие последних, а там уж рукой подать до формулы (нелинейной, конечно) эволюции Мира.

Каждая новая естественнонаучная парадигма, прилагаемая к любой сложной системе (например, социальной) с какой-то новой стороны освещает ее сущность. Но при этом, следует отдавать себе отчет в том, что ни одна из перечисленных и ни какая другая наука в отдельности не может описать движение эволюционирующей системы как целого. Так, для анализа стационарных связей и механизма саморегуляции необходимо привлечь теорию систем и кибернетику. Если система находится в движении и в ней присутствует потоки случайно распределенных элементов, то для описания этого процесса (и только этого процесса, а не всей системы) возможно использовать синергетику.

Синергетика, практически так же, как и принцип отбора отражает лишь механизм реализации эволюционных процессов, и, безусловно, не может поведать нам об их причинах и направленности, и, конечно же, не может претендовать на роль общей теорию эволюционирующих систем.

Витализм - идеалистическое течение в биологии, допускающее наличие в организмах особой нематериальной жизненной силы.

Дарвинизм - теория эволюции (исторического развития) органического мира Земли, основанная на воззрениях Ч. Дарвина. Движущими силами эволюции, по Дарвину, являются наследственная изменчивость и естественный отбор. Изменчивость служит основой образования новых признаков в строении и функциях организмов, а наследственность закрепляет эти признаки. В результате борьбы за существование происходит преимущественно выживание и участие в размножении наиболее приспособленных особей, т. е. естественный отбор, следствием которого является возникновение новых видов. При этом существенно, что приспособленность организмов к окружающей среде носит относительный характер. Независимо от Дарвина к близким выводам пришел А. Уоллес.

Креационизм (от лат creatio - создаю) - учение о том, что все организмы были одновременно и независимо созданы Творцом в том виде, в каком они существуют сейчас.

Ламаркизм - первая целостная концепция эволюции живой природы, сформулированная Ж. Б. Ламарком. По Ламарку, виды животных и растений постоянно изменяются, усложняясь в своей организации в результате влияния внешней среды и некоего внутреннего стремления всех организмов к усовершенствованию. В дальнейшем ламаркизм подвергался резкой критике сторонниками дарвинизма, но вместе с тем находил поддержку в различных направлениях неоламаркизма.

Неоламаркизм - совокупность разнородных концепций в эволюционном учении, возникших во 2-й пол. 19 в. в связи с развитием отдельных положений ламаркизма. Неханоламаркизм приписывал ведущую роль в эволюции условиям внешней среды; ортоламаркизм усматривал основную причину развития во внутренних свойствах организмов, предопределяющих прямолинейный характер эволюции; психоламаркизм считал основным источником эволюции сознательные волевые акты организмов. Общее для этих всех концепций - признание наследования приобретенных признаков и отрицание формообразующей роли естественного отбора.

Номогенез (от греч. nomos - закон и...генез) - концепция биологической эволюции как процесса, протекающего по определенным внутренне запрограммированным закономерностям, не сводимым к воздействиям внешней среды.

Педоморфоз - способ эволюционных изменений организма, характеризующийся полной утратой взраслой стадии и соответствующим укорочением онтогенеза, в котором последней стадией становится стадия, бывшая ранее личиночной.

Преформизм (от лат. praeformo - предобразую) - учение о наличии в половых клетках материальных структур, предопределяющих развитие зародыша и признаки развивающегося из него организма. Возник на базе господствовавшего в 17-18 вв. представления о преформации, согласно которому сформировавшийся организм якобы предобразован в яйце (овисты) или сперматозоиде (анималькулисты). Современная теория органического развития, допуская преформированные структуры (напр., ДНК), учитывает и эпигенетические факторы развития.

Теория катастроф (катастрофизм) (от греч. katastrophe - поворот, переворот) - геологическая концепция, согласно которой в истории Земли периодически повторяются события, внезапно изменяющие первично горизонтальное залегание горных пород, рельеф земной поверхности и уничтожающие все живое. Выдвинута в 1812 французским ученым Ж. Кювье для объяснения смены фаун и флор, наблюдаемых в геологических пластах. К концу XIX века катастроф теория потеряла свое значение.

Теория прерывистого равновесия (пунктуализм) - эволюционная концепция, направленная против представлений о непрерывном характере видообразования и единстве механизмов микро- и макроэволюции.

Тератогенез - возникновение уродств (уродов) в результате как ненаследственных изменений (различных нарушений зародышевого развития, вызванных повреждающим действием внешних факторов - тератогенов), так и наследственных (генетических) изменений - мутаций.

Трансформизм - представление об изменении и превращении органических форм, происхождении одних организмов от других. Термин "трансформизм" применяется преимущественно для характеристики взглядов на развитие живой природы философов и натуралистов додарвиновского периода (Ж. Л. Бюффон, Э. Ж. Сент-Илер и др.).

Эпигенез - учение, согласно которому в процессе зародышевого развития происходит постепенное и последовательное новообразование органов и частей зародыша из бесструктурной субстанции оплодотворенного яйца. Эпигенетические представления складывались главным образом в 17-18 вв. (У. Гарвей, Ж. Бюффон и особенно К. Ф. Вольф) в борьбе с преформизмом. Благодаря успехам цитологии и возникновению генетики выяснилось, что развитие организма определяется микроструктурами половых клеток, в которых заключена генетическая информация.

Теория эволюции (дарвинизм) - это тот раздел биологии, который в результате засилья догматических взглядов пострадал в советское время в такой же степени, как и генетика. В СССР было издано незначительное число пособий по дарвинизму и теории эволюции, тогда как на Западе проводились тщательные эксперименты по проверке положений Дарвина, издавались оригинально составленные пособия.

Эксперименты по проверке положений дарвинизма в XIX столетии подтвердили верность дарвиновского механизма эволюции. Дарвинизм стал теорией. Эта теория хорошо разработана, экспериментально проверена и подтверждена. Она постоянно совершенствуется и соответствует обнаруженным фактам, удовлетворительно их объясняет.

Современная теория эволюции представляет собой синтетическую науку, базирующуюся на всех науках биологического комплекса. Современная теория эволюции основана на учении Дарвина о происхождении жизни, возникновении разнообразия живой природы, адаптации и целесообразности у живых организмов, о возникновении человека, возникновении пород и сортов. Современный дарвинизм часто называют неодарвинизмом, синтетической теорией эволюции. Правильнее называть науку, изучающую процесс эволюции органического мира, эволюционной теорией.

Биология сегодня представляет собой сложную, очень дифференцированную науку, изучающую сущность и закономерности биологической формы движения материи. Отдельные биологические науки различаются как объектами исследований, так и комплексом изучаемых проблем. Многие проблемы, исследуемые специальными науками, имеют общебиологическое значение, но ни одна наука не может заменить дарвинизм - эволюционную теорию. Как и всякая наука, эволюционизм имеет свой объект и предмет исследования, свои методы исследования, свои цели и задачи. Объект исследования теории эволюции: организмы, популяции, виды. Предмет изучения теории эволюции: процесс эволюции живой природы.

Задачи теории эволюции: изучение проблемы происхождения жизни на Земле, выяснение причин эволюции, определение закономерностей исторического развития живой материи, исследование развития царств живой природы, изучение происхождения и эволюции человека, прогнозирование эволюционных, микроэволюционных процессов, разработка способов научного управления микроэволюционными процессами

Значение эволюционной теории

Эволюционная теория - наука об органической эволюции. Она представляет собой теоретическую основу биологии: современная биология воспринимает эволюционную теорию в качестве руководящего принципа. "В биологии ничего не имеет смысла как в свете эволюции" (Добжанский). Эрнст Майр: "Нет такой области в биологии, где теория эволюции не служила бы организующим принципом".

Благодаря теории эволюции, биология превратилась из кладовой фактов в подлинную науку, способную познать причинные связи между явлениями.

Теория эволюции - основа селекции. Характерный пример – доместикация такого вида, как лесной хорек (Mustela putorius) и появление его одомашненной формы – фретки. Она также широко используется в решении медицинских проблем.

Теория эволюции важна для понимания людьми процессов в природе, при организации и проведении природоохранных мероприятий. Стремительное изменение окружающей человека природы, вызванное его деятельностью, поставило проблему сохранения самой жизни на Земле. Теперь, когда осознано, что любым мероприятиям по освоению природных систем должно предшествовать экологическое обоснование, человечеству придется осознать и необходимость эволюционного анализа последствий вмешательства человека в природные объекты и процессы (смена биотопов, биоценозов, изменение состава биоценозов, изменение генофонда популяций). Изучение микроэволюционных процессов выявило значение минимальных численностей популяций. Оказалось, что сохранение числа особей в популяции менее определенного - минимального - числа, неизбежно ведет к вымиранию популяции из-за близкородственного спаривания.

Теория эволюции важна для выяснения причин устойчивости организмов против пестицидов.

Современное представление об эволюции живого позволяет улучшить генетико-селекционную работу по созданию новых пород и сортов.

Сущность эволюционного учения заключается в следующих основных положениях:

1.Все виды живых существ, населяющих Землю, никогда не были кем-то созданы.

2.Возникнув естественным путем, органические формы медленно и постепенно преобразовывались и совершенствовались в соответствии с окружающими условиями.

3.В основе преобразования видов в природе лежат такие свойства организмов, как наследственность и изменчивость, а также постоянно происходящий в природе естественный отбор. Естественный отбор осуществляется через сложное взаимодействие организмов друг с другом и с факторами неживой природы; эти взаимоотношения Дарвин назвал борьбой за существование.

4.Результатом эволюции является приспособленность организмов к условиям их обитания и многообразие видов в природе.

Конспект урока по биологии в 11 классе по теме «Развитие эволюционного учения Ч. Дарвина».

Нужно: «учиться, чтобы жить» и «жить, чтобы учиться».

Цель: изучение сущности естественного отбора и борьбы за существование как основных факторов эволюции.

Познакомить учащихся с историей формирования и развития эволюционных идей;

Рассмотреть предпосылки возникновения эволюционной теории, познакомить учащихся с взглядами К. Линнея, Ж.Б.Ламарка, Ж. Кювье, К.Бэра, Ч. Лайеля;

Раскрыть основные положения эволюционной теории Чарльза Дарвина.

Тип урока: комбинированный. Оборудование: портреты ученых, карточки для закрепления изученного материала.

I Организационный момент:

II Актуализация знаний учащихся:

1.Как вы понимаете, что такое эволюция?(ответы детей)

III Изучение нового материала:

Слайд № 1

С высказыванием древнегреческого философа Гераклита. «Все есть и не есть, потому что хотя и настанет момент, когда оно есть, но оно тут же перестает быть… Однако и то же и молодо и старо, и мертво и живо, то изменяется в это, это, изменяясь, снова становится тем».

Учитель: Прочитайте высказывание древнегреческого философа Гераклита. Как вы понимаете эти слова?

На уроке мы будем говорить о развитии эволюционного учения Чарльза Дарвина.

Слайд № 2

На слайде вы видите задачи нашего урока.

Познакомить с историей формирования и развития эволюционных идей;

Рассмотреть предпосылки возникновения эволюционной теории;

Познакомить учащихся с работами Ж-Б Ламарка и других ученых.

Раскрыть основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина.

Основной труд Чарльза Дарвина « Происхождение видов» в корне изменивший представление о живой природе, появился в 1859 году. Этому событию предшествовала более чем двадцатилетняя работа по изучению и осмыслению богатого фактического материала, собранного как самим Дарвином, так и другими учеными. Сегодня мы поговорим с основными предпосылками эволюционных представлений, первой эволюционной теорией Жана Батиста Ламарка, узнаете о теории Чарльза Дарвина об искусственном и естественном отборе.

Основные понятия урока.

Запишите основные понятия, которые вы должны усвоить на уроке.

Эволюция

Наследственная изменчивость

Естественный отбор

Искусственный отбор

Борьба за существование

Слайд № 4

Портрет Ч.Дарвина и цитата « Чем больше мы познаем неизменные законы природы, тем больше невероятными становятся для нас чудеса».

Слайд № 5

Чарльз Дарвин.

Английский ученый натуралист и путешественник. Одним из первых осознал и наглядно продемонстрировал, что все виды живых организмов эволюционируют во времени от общих предков. В своей теории основной движущей силой эволюции Дарвин назвал естественный отбор и неопределенную изменчивость. Идеи и открытия Дравина формируют фундамент современной теории эволюции и составляют основу биологии.

Учитель: Проследим основные пути формирование мировоззрения Дарвина и его систему доказательств.

Учитель: Термин « эволюция» (от латинского evolution- развертывание) ввел в XVIII веке швейцарский натуралист Шарль Боннэ.

Под эволюцией в биологии понимают необратимое историческое развитие природы. В биологии эволюция рассматривается как сила. ведущая к образованию новых форм организмов, как процесс, благодаря которому доклеточные формы жизни, возникшие более 3 млрд лет назад, дали начало исключительно сложным многоклеточным организмам нашего времени.

Слайд № 8

(портрет К. Линнея) Система органической природы К. Линнея (1707-1778)- шведского естествоиспытателя.

Учитель: Потребность в упорядочении быстро накапливающихся знаний привела к необходимости систематизировать их. Большой вклад в создание системы природы внес выдающийся шведский естествоиспытатель Карл Линней. Ученый описал более 8000 видов растений и свыше 4000 видов животных, установил единообразную терминологию и порядок описания видов.

За единицу классификации он принял вид- совокупность особей, сходных по строению.

Выделил три царства: Растения, Животные и Минералы.

Установил единообразную терминологию.

Закрепил использование в науке бинарной (т.е. двойной) номенклатуры для обозначения видов. Каждый вид обозначается двумя словами. Например: Кошка домашняя (ливийская).

Установил принцип соподчиненности: соседние категории связаны не только сходством, но и родством, но чем дальше друг от друга находятся категории, тем меньше степень их родства.

Ошибочность его теории:

Видов столько, сколько создал Творец.

Ученый во многих случаях правильно объединил виды организмов по сходству их строения. Однако произвольность в выборе признаков для классификации привела Линнея к ряду ошибок. Он сознавал искусственность своей системы и указывал на необходимость разработки естественной системы природы.

Учитель: Основы первого учения об эволюции органического мира были разработаны и опубликованы в труде французского естествоиспытателя Жаном Батистом Ламарком.

Эволюционная теория Ж.Б. Ламарка.

(1744-1829) Основы первого учения об эволюции органического мира были разработаны и опубликованы в труде « Философия зоологии» в 1809г. французским естествоиспытателем Жаном Батистом Ламарком

Жан Батист Ламарк.

Эволюционная идея тщательно разработана, подкреплена многочисленными фактами, превращается в теорию.

Приводит доказательства изменяемости видов.

Ошибочные механизмы изменчивости:

1)стремление организмов к совершенствованию;

2) прямое влияние внешней среды и наследование признаков, приобретенных в течение жизни организма.

Учитель: В биологии был сделан ряд крупных открытий, которые оказались несовместимыми с представлениями о неизменяемости природы, об отсутствии родства между ними.

Портрет Жоржа Кювье - французского ученого (1769-1832)

Жорж Кювье.

Исследовал органы позвоночных;

Установил:

Все органы представляют собой части одной целостной системы;

Ни одна часть тела не может изменяться без соответствующего изменения других частей;

Установил, что вымирание древних животных и растений могло быть следствием крупных катастроф геологического характера.

Слайд 13 - Карл Бэр - российский ученый (1792-1876)

Впервые описал процесс возникновения тканей и органов в ходе развития эмбриона.

Сформулировал закон зародышевого сходства:

«Сходство зародышей разных систематических групп свидетельствуют об общности их происхождения»

Чарльз Лайель - английский ученый (1797-1876)

Удалось расшифровать и датировать геологическую историю Земли.

Показал, что горообразование, вулканизм, оледенения, потоки, дождь, ветер, приливы, объясняют изменения земной поверхности, а значит и изменения в составе органического мира.

Учитель: Великий английский ученый Чарльз Дарвин разработал научную теорию об эволюции живой природы путем естественного отбора на основе синтеза огромного количества фактов из различных областей науки и сельскохозяйственной практики.

Предпосылки возникновения эволюционной теории Дарвина.

1)Социально-экономические.

2)Научные.

Социально- экономические предпосылки.

Развитие промышленности в Англии, интенсивный рост городов. Развитие колоний, бурное развитие селекций, выведение новых сортов растений и животных, проведение многочисленных научных экспедиций.

Научные предпосылки.

Успехи систематики растений и животных, развитие биогеографии, сравнительной анатомии, эмбриологии и палеонтологии, появление клеточной теории и эволюционного учения Ламарка.

Учитель: Эволюционная теория Дарвина представляет собой целостное учение о развитии органического мира.

Основные положения эволюционного учения Чарльза Дарвина.

Любой вид растений и животных в природе стремится к размножению в геометрической прогрессии. В природе происходит непрерывная борьба за существование. В борьбе за существование выживают и оставляют потомство особи, обладающие таким комплексом признаков и свойств, который, позволяет наиболее успешно конкурировать с другими. Движущей силой изменения видов является естественный отбор.

Учитель: В эволюционной теории Дарвина предпосылкой эволюции является наследственная изменчивость, а движущими силами эволюции - борьба за существование и естественный отбор.

Это изменения признаков организма, обусловленные изменением генотипа.

Комбинативная - в результате перекомбинации хромосом в процессе полового размножения.

Мутационная - возникает в результате внезапного изменения состояния генов. Характер случайный, ненаправленный.

Наследственная изменчивость (неопределенная)

Наследственная изменчивость и производимый человеком отбор представляют собой движущие силы эволюции.

Однако свойства, полезные с точки зрения человека, могут оказаться бесполезными и даже вредными в борьбе за жизнь, происходящей в дикой природе.

Учение Дарвина об искусственном отборе.

Искусственный отбор - это процесс создания новых пород животных и сортов культурных растений путем сохранения и размножения особей с определенными, ценными для человека признаками и свойствами в ряду поколений.

Формы искусственного отбора.

1.Сознательный (методический).

2.Бессознательный.

Признаки, накапливаемые при искусственном отборе, полезны для человека, но необязательно выгодны для животных.

Сознательный.

(Методический) искусственный отбор.

При методическом отборе селекционер ведет отбор по одному- двум признакам.

Условия успеха методического искусственного отбора- большое исходное число особей.

Бессознательный искусственный отбор.

Человеком не ставилось цели вывести определенную породу или сорт.

Например: убивали или съедали в первую очередь худших животных, а сохранялись при этом наиболее ценные.

Учение Дарвина о естественном отборе.

В результате борьбы за существование происходит естественный отбор - «Сохранение благоприятных индивидуальных различий и уничтожение вредных».

Накапливаются признаки, полезные только для организма в целом, в результате чего образуются виды и разновидности.

IV. Закрепление изученного материала.

Учитель:Работа по карточкам

Задание № 1

Какие утверждения верны:

1. Ламарк создал лучшую искусственную систему(-)

2. Линней считал, что виды существуют и не изменяются(+)

3. Ламарк создал первую эволюционную теорию.

4. Ламарк считал, что организмы изменяются от простого к сложному(+)

5.Ламарк отрицал изменчивость видов(-)

6.Линней разделил всех животных на 5 классов(-)

7.Ламарк считал, что все признаки, приобретенные в течение жизни, наследуются потомками(+)

8. Линней закрепил использование бинарной номенклатуры (двойных названий) для вида(+)

Домашнее задание:

Ответить устно на вопросы.

1.Как Ж.-Б. Ламарк объяснял многообразие видов в природе?

2.Какие предпосылки послужили толчком к созданию эволюционной теории?

3.В чем состоят основные положения учения Дарвина?

В процессе исторического развития одни виды вымирают, другие изменяются и дают начало новым видам. Что же собой представляют виды? Существуют ли виды реально в природе?

Впервые термин "вид" ввел английский ботаник Джон Рей (1628- 1705). Шведский ботаник К. Линней рассматривал вид в качестве основной систематической единицы. Он не был сторонником эволюционных воззрений и считал, что виды со временем не изменяются.

Ж. Б. Ламарк отмечал, что различия между некоторыми видами очень незначительны, и в этом случае выделить виды довольно сложно. Он сделал вывод о том, что виды в природе не существуют, а систематика придумана человеком для удобства. Реально существует только особь. Органический мир представляет собой совокупность особей, связанных между собой родственны ми узами.

Как видно, взгляды Линнея и Ламарка на реальное существование вида были прямо противоположными: Линней считал, чтo виды существуют, они неизменны; Ламарк отрицал реальное существование видов в природе.

В настоящее время общепринята точка зрения Ч. Дарвина: виды реально существуют в природе, но постоянство их относительно; виды возникают, развиваются, а затем либо исчезают, либо изменяются, порождая новые виды.

Вид - это надорганизменная форма существования живой природы. Он представляет собой совокупность морфологически и физиологически сходных особей, свободно между собой скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, занимающих определенный ареал и обитающих в сходных экологических условиях. Виды различаются по многим критериям. Критерии, по которым особи относятся к одному виду, представлены в таблице.

Критерии вида

При определении принадлежности особи к какому-либо виду нельзя ограничиваться лишь одним критерием, а необходимо использовать всю совокупность критериев. Так, не возможно ограничиться только морфологическим критерием , поскольку особи одного вида могут различаться внешне. Например, у многих птиц - воробьев, снегирей, фазанов самцы внешне значительно отличаются от самок.

В природе у животных широко распространен альбинизм, при котором в клетках отдельных особей в результате мутации нарушается синтез пигмента. Животные с такими мутациями имеют белую окраску. Глаза у них красные, потому что в радужной оболочке нет пигмента, и сквозь нее просвечивают кровеносные сосуды. Несмотря на внешние отличия, такие особи, например белые вороны, мыши, ежи, тигры, относятся к своим видам, а не выделяются в самостоятельные виды.

В природе существуют внешне почти неразличимые виды-двойники. Так, раньше малярийным комаром называли фактически шесть видов, похожих внешне, но не скрещивающихся между собой и различающихся по другим критериям. Однако из них только один вид питается кровью человека и разносит малярию.

Процессы жизнедеятельности у разных видов часто протекают очень сходно. Это говорит об относительности физиологического критерия . Например, у некоторых видов арктических рыб интенсивность обмена веществ такая же, как и у рыб, обитающих в тропических водах.

Нельзя использовать и один молекулярно-биологический критерий , так как многие макромолекулы (белки и ДНК) обладают не только видовой, но и индивидуальной специфичностью. Поэтому по биохимическим показателям не всегда можно определить, к одному или разным видам относятся особи.

Генетический критерий также не универсален. Во-первых, у разных видов число и даже форма хромосом могут быть одинаковыми. Во-вторых, в одном виде могут быть особи с разным числом хромосом. Так, у одного вида долгоносика имеются диплоидные (2п), триплоидные (Зп), тетраплоидные (4п) формы. В-третьих, иногда особи разных видов могут скрещиваться и давать плодовитое потомство. Известны гибриды волка и собаки, яка и крупного рогатого скота, соболя и куницы. В царстве растений межвидовые гибриды встречаются довольно часто, а иногда бывают и более отдаленные межродовые гибриды.

Нельзя считать универсальным и географический критерий , так как ареалы многих видов в природе совпадают (например,ареал даурской лиственницы и душистого тополя). Кроме того, существуют виды-космополиты, которые распространены повсеместно и не имеют четко ограниченного ареала (некоторые виды сорных растений, комаров, мышей). Ареалы некоторых быстро расселяющихся видов, таких, как домовая муха, изменяются. У многих перелетных птиц различаются ареалы гнездовий и зимовки. Экологический критерий не является универсальным, так как в пределах одного ареала многие виды обитают в очень разных природных условиях. Так, многие растения (например, пырей ползучий, одуванчик) могут жить и в лесу, и на пойменных лугах.

Виды реально существуют в природе. Они относительно постоянны. Виды можно различить по морфологическому, молекулярно-биологическому, генетическому, экологическому, географическому, физиологическому критериям. При определении принадлежности особи к тому или иному виду следует учитывать не один критерий, а весь их комплекс.

Вам известно, что вид состоит из популяций. Популяция представляет собой группу морфологически сходных особей одного вида, свободно скрещивающихся между собой и занимающих определенное место обитания в ареале вида.

Для каждой популяции характерен свой генофонд - совокупность генотипов всех особей популяции. Генофонды разных популяций даже одного вида могут различаться.

Процесс образования новых видов начинается внутри популяции, то есть популяция является элементарной единицей эволюции. Почему же именно популяцию, а не вид или отдельную особь рассматривают как элементарную единицу эволюции?

Особь не может эволюционировать. Она может изменяться, приспосабливаясь к условиям внешней среды. Но эти изменения не эволюционные, так как они не передаются по наследству. Вид, как правило, неоднороден и состоит из ряда популяций. Популяция относительно самостоятельна и может длительное время существовать вне связи с другими популяциями вида. В популяции протекают все эволюционные процессы: у особей возникают мутации, между особями происходит скрещивание, действуют борьба за существование и естественный отбор. В результате генофонд популяции со временем изменяется, и она становится родоначальником нового вида. Именно поэтому элементарная единица эволюции - популяция, а не вид.

Рассмотрим закономерности на следования признаков в популяциях разных типов. Эти закономерности различны для самооплодотворяющихся и раздельнополых организмов. Самооплодотворение особенно часто наблюдается у растений. У самоопыляющихся растений, например гороха, пшеницы, ячменя, овса, популяции состоят из так называемых гомозиготных линий. Чем объясняется их гомозиготность? Дело в том, что при самоопылении увеличивается доля гомозигот в популяции, а доля гетерозигот сокращается.

Чистая линия - это потомки одной особи. Она представляет собой совокупность самоопыляющихся растений.

Начало изучения генетики популяций было положено в 1903 г датским ученым В. Иоганнсеном. Он исследовал популяцию самоопыляемого растения фасоли, легко дающей чистую линию - группу потомков отдельной особи, генотипы которых идентичны.

Иоганнсен взял семена одного сорта фасоли и определил изменчивость одного признака - массы семени. Оказалось, что она варьирует от 150 мг до 750 мг. Ученый высеял отдельно две группы семян: массой от 250 до 350 мг и массой от 550 до 650 мг. Средняя масса семени вновь выросших растений составила в легкой группе 443,4 мг, в тяжелой - 518 мг. Иоганнсен сделал вывод, что исходный сорт фасоли состоит из генетически различных растений.

В течение 6-7 поколений ученый вел отбор семян тяжелых и легких с каждого растения, то есть про водил отбор в чистых линиях. В результате он пришел к выводу, что отбор в чистых линиях не дал сдвига ни в сторону легких, ни в сторону тяжелых семян, значит в чистых линиях отбор не эффективен. А изменчивость массы семян внутри чистой линии является модификационной, ненаследственной и возникает под воздействием условий среды.

Закономерности наследования признаков в популяциях раздельно полых животных и перекрестноопыляемых растений были установлены независимо друг от друга английским математиком Дж Харди и немецким врачом В. Вайнбергом в 1908-1909 гг. Эта закономерность, получившая название закона Харди - Вайнберга, отражает зависимость между частотами аллелей и генотипов в популяциях. Данный за кон объясняет, каким образом в популяции сохраняется генетическое равновесие, то есть число особей с доминантными и рецессивными при знаками остается на определенном уровне.

Согласно этому закону, частоты доминантных и рецессивных аллелей в популяции будут оставаться постоянными из поколения в поколение при наличии определенных условий: высокой численности особей в популяции; свободном их скрещивании; отсутствии отбора и миграции особей; одинаковой численности особей с разными генотипами.

Нарушение хотя бы одного из этих условий ведет к вытеснению одного аллеля (например, А) другим (а). Под действием естественного отбора, популяционных волн и других факторов эволюции особи с доминантным аллелем А будут вытеснять особи с рецессивным аллелем а.

В популяции может измениться соотношение особей с разными генотипами. Предположим, что генетический состав популяции был таким: 20% АА, 50% Аа, 30% аа. Под воздействием факторов эволюции он может оказаться следующим: 40% АА, 50% Аа, 10% аа. Используя закон Харди - Вайнберга, можно вычислить частоту встречаемости любого доминантного и рецессивного гена в популяции, а также любого генотипа.

Популяция - элементарная единица эволюции, так как она обладает относительной самостоятельностью и ее генофонд может изменяться. Закономерности наследования различны в популяциях разных типов. В популяциях самоопыляющихся растений отбор происходит между чистыми линиями. В популяциях раздельнополых животных и перекрестноопыляемых растений закономерности наследования подчиняются закону Харди - Вайнберга.

В соответствии с законом Харди - Вайнберга при относительно постоянных условиях частота аллелей в популяции остается неизменной из поколения в поколение. В этих условиях популяция находится в состоянии генетического равновесия, в ней не происходят эволюционные изменения. Однако в природе нет идеальных условий. Под влиянием факторов эволюции - мутационного процесса, изоляции, естественного отбора и др. - генетическое равновесие в популяции постоянно нарушается, происходит элементарное эволюционное явление - изменение генофонда популяции. Рассмотрим действие различных факторов эволюции.

Один из главных факторов эволюции - мутационный процесс. Мутации были открыты в начале XX в. голландским ботаником и генетиком Де Фризом (1848-1935).

Главной причиной эволюции он считал именно мутации. В то время были известны только крупные мутации, затрагивающие фенотип. Поэтому Де Фриз полагал, что виды возникают в результате крупных мутаций сразу, скачкообразно, без естественного отбора.

Дальнейшие исследования показали, что многие крупные мутации вредны. Поэтому многие ученые считали, что мутации не могут служить материалом для эволюции.

Лишь в 20-х гг. нашего столетия отечественные ученые С. С. Четвериков (1880- 1956) и И. И. Шмальгаузен (1884-1963) показали роль мутаций в эволюции. Было установлено, что любая природная популяция насыщена, как губка, разно образными мутациями. Чаще всего мутации рецессивны, находятся в гетерозиготном состоянии и не проявляются фенотипически. Именно эти мутации и служат генетической ос новой эволюции. При скрещивании гетерозиготных особей эти мутации у потомков могут переходить в гомозиготное состояние. Отбор из поколения в поколение сохраняет особей с полезными мутациями. Полезные мутации сохраняются естественным отбором, вредные - накапливаются в популяции в скрытом виде, создавая резерв изменчивости. Это приводит к изменению генофонда популяции.

Накоплению наследственных различий между популяциями способствует изоляция , благодаря которой между особями разных популяций не происходит скрещивания, а значит, и обмена генетической ин формацией.

В каждой популяции благодаря естественному отбору накапливаются определенные полезные мутации. Через несколько поколений изолированные популяции, обитающие в разных условиях, будут различаться по ряду признаков.

Широко распространена пространственная , или географическая изоляция , когда популяции разделены различными преградами: реками, горами, степями и т. п. Например, даже в близкорасположенных реках обитают разные популяции рыб одного и того же вида.

Различают также экологическую изоляцию , когда особи разных популяций одного вида предпочитают разные места и условия обитания. Так, в Молдавии у желтогорлой лесной мыши образовались лесные и степные популяции. Особи лесных популяций более крупные, пи таются семенами древесных пород, а особи степных популяций - семенами злаков.

Физиологическая изоляция возникает в том случае, когда у особей разных популяций созревание половых клеток происходит в разные сроки. Особи таких популяций не могут скрещиваться. Например, в озере Севан обитают две популяции форели, нерест которых происходит в разные сроки, поэтому они не скрещиваются между собой.

Существует также поведенческая изоляция . Брачное поведение особей разных видов различается. Это препятствует их скрещиванию. Механическая изоляция связана с различиями в строении органов размножения.

Изменение частот аллелей в популяциях может происходить не только под влиянием естественного отбора, но и независимо от него. Частота аллеля может измениться случайным образом. Например, преждевременная гибель особи - единственной обладательницы какого-либо аллеля приведет к исчезновению этого аллеля в популяции. Это явление получило название дрейфа генов .

Важным источником дрейфа генов являются популяционные волны - периодические значительные изменения численности особей популяции. Численность особей изменяется из года в год и зависит от многих факторов: количества пищи, погодных условий, численности хищников, массовых заболеваний и др. Роль популяционных волн в эволюции была установлена С. С. Четвериковым, который показал, что изменение численности особей в популяции влияет на эффективность естественного отбора. Так, при резком сокращении численности популяции могут случайно сохраниться особи с определенным генотипом. Например, в популяции могут сохраниться особи с такими генотипами: 75% Аа, 20% АА, 5% аа. Наиболее многочисленные генотипы, в данном случае Аа, будут определять генный состав популяции до следующей "волны".

Дрейф генов обычно снижает генетическую изменчивость в популяции, главным образом в результате утраты редко встречающихся аллелей. Этот механизм эволюционных изменений особенно эффективен в небольших популяциях. Однако только естественный отбор на основе борьбы за существование способствует сохранению особей с определенным генотипом, соответствующим среде обитания.

Элементарное эволюционное явление - изменение генофонда популяции происходит под влиянием элементарных факторов эволюции - мутационного процесса, изоляции, дрейфа генов, естественного отбора. Однако дрейф генов, изоляция и мутационный процесс не определяют направленности процесса эволюции, то есть выживания особей с определенным, соответствующим среде обитания генотипом. Единственным направляющим фактором эволюции является естественный отбор.

Основные положения эволюционного учения Ч. Дарвина.

1. Наследственная изменчивость - основа эволюционного процесса;
2. Стремление к размножению и ограниченность средств жизни;
3. Борьба за существование - основной фактор эволюции;
4. Естественный отбор как результат наследственной изменчивости и борьбы за существование.

ФОРМЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА

ФОРМА ОТБОРА	ДЕЙСТВИЕ	НАПРАВЛЕННОСТЬ	РЕЗУЛЬТАТ	ПРИМЕРЫ
Движущий	При изменении условий существования организмов	В пользу особей, имеющих отклонения от средней нормы	Возникает новая средняя форма, более соответствующая изменившимся условиям	Возникновение у насекомых устойчивости к ядохимикатам; распространение темноокрашенных бабочек березовой пяденицы в условиях потемнения коры берез от постоянного задымления
Стабилизи рующий	В неизменных, постоянных условиях существования	Против особей с возникающими крайними отклонениями от средней нормы выраженности признака	Сохранение и укрепление средней нормы проявления признака	Сохранение у насекомоопыляемых растений размеров и формы цветка (цветки должны соответствовать форме и величине тела насекомогоопылителя, строению его хоботка)
Дизруптив ный	В изменяющихся условиях жизни	В пользу организмов, имеющих крайние отклонения от средней выраженности признака	Образование новых средних норм вместо прежней, переставшей соответствовать условиям жизни	При частых сильных ветрах на океанических островах сохраняются насекомые с хорошо развитыми или с рудиментарными крыльями

ВИДЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА

Задачи и тесты по теме "Тема 14. "Эволюционное учение"."

• Проработав эти темы, Вы должны уметь:

  1. Сформулировать своими словами определения: эволюция, естественный отбор, борьба за существование, адаптация, рудимент, атавизм, идиоадаптация, биологический прогресс и регресс.
  2. Кратко описать, каким образом та или иная адаптация сохраняется отбором. Какую роль играют в этом гены, генетическая изменчивость, частота генов, естественный отбор.
  3. Объяснить, почему в результате отбора не образуется популяция идентичных, безупречно адаптированных организмов.
  4. Сформулировать, что такое генетический дрейф; привести пример ситуации, в которой он играет важную роль, и объяснить, почему его роль особенно велика в небольших популяциях.
  5. Описать два способа возникновения видов.
  6. Сравнивать естественный и искусственный отбор.
  7. Кратко перечислить ароморфозы в эволюции растений и позвоночных, идиоадаптация в эволюции птиц и млекопитающих, покрытосеменных растений.
  8. Назвать биологические и социальные факторы антропогенеза.
  9. Сравнивать эффективность потребления растительной и животной пищи.
  10. Кратко описать черты древнейшего, древнего, ископаемого человека, человека современного типа.
  11. Указать черты развития и сходства человеческих рас.

  Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. "Общая биология". Москва, "Просвещение", 2000

  • Тема 14. "Эволюционное учение." §38, §41-43 стр. 105-108, стр.115-122
  • Тема 15. "Приспособленность организмов. Видообразование." §44-48 стр. 123-131
  • Тема 16. "Доказательства эволюции. Развитие органического мира." §39-40 стр. 109-115, §49-55 стр. 135-160
  • Тема 17. "Происхождение человека." §49-59 стр. 160-172

Содержание

Введение……………………………………………………………………..……………….………….……3-4

Глава 1. Факторы эволюции: основные понятия и термины……………….……….5-7

Глава 2. Факторы эволюции………………………………………..…………………...…………7-22

2.1. Наследственность и изменчивость…………………………………….……...…………7-10

2.2. Естественный отбор……………………………………………………………….…..………10-16

2.3. Борьба за существование………………………………………………………………...…16-17

2.4. Численность популяции и дрейф генов…………………………………….………..17-19

2.5. Изоляция…………………………………………………………………………….……..………..20-21

2.6. Миграции………………………………………………………………………………………..….21-22

Заключение……………………………………………………………………………………………...…….23

Список использованных источников…………………………………………………………….24

Введение

Теория эволюции занимает центральное положение в современной биологии , объединяя все ее области и являясь их общей теоретической основой. Не будет преувеличением сказать, что показателем научной зрелости конкретных биологических наук является, с одной стороны, их вклад в теорию эволюции, а с другой - степень использования выводов последней в их научной практике (для постановки задач, анализа полученных данных и построения частных теорий). В то же время теория эволюции имеет важнейшее общее мировоззренческое значение: определенное отношение к проблемам эволюции органического мира характеризует различные общие философские концепции (как материалистические, так и идеалистические).