Синтетическая теория эволюции

Достижения генетики в раскрытии генетического кода, успехи моле­кулярной биологии, эмбриологии, эволюционной морфологии, попу­лярной генетики, экологии и некоторых других наук указывают на не­обходимость соединения современной генетики с теорией эволюции Ч. Дарвина. Такое объединение породило во второй половине XX в. новую биологическую парадигму — синтетическую теорию эволюции. Поскольку она основана на теории Ч. Дарвина, ее называют неодарвинистской. Эту теорию рассматривают как неклассическую биологию. Синтетическая теория эволюции позволила преодолеть противоречия между эволюционной теорией и генетикой. СТЭ пока еще не имеет физической модели эволюции, но представляет собой многостороннее комплексное учение, которое лежит в основе современной эволюци­онной биологии. Этот синтез генетики и эволюционного учения явился качественным скачком, как в развитии самой генетики, так и современ­ной эволюционной теории. Этот скачок ознаменовал собой создание нового центра системы биологического познания и переход биологии па современный неклассический уровень ее развития. СТЭ часто на­зывают общей теорией эволюции, представляющей собой совокупность эволюционных идей Ч. Дарвина, главным образом, естественного от­бора с современными результатами исследований в области наследст­венности и изменчивости.

Основные идеи СТЭ были заложены русским генетиком С. Четве­риковым еще в 1926 г. в трудах по популярной генетике. Эти идеи бы­ли поддержаны и развиты американскими генетиками Р. Фишером, С. Райтом, английским биологом и генетиком Д. Холдейном и совре­менным русским генетиком Н. Дубининым (1906-1998).

Основной предпосылкой для синтеза генетики с теорией эволюции стали биометрические и физико-математические подходы к анализу эволюции, хромосомная теория наследственности, эмпирические ис­следования изменчивости природных популяций и др.

Опорная точка СТЭ — представление о том, что элементарной со­ставляющей эволюции является не вид (по Дарвину) и не особь (по Ламарку), а популяция. Именно она есть целостная система взаимо­связи организмов, обладающая всеми данными для саморазвития. От­бору подвергаются не какие-нибудь отдельные признаки или особи, а вся популяция, ее генотип. Однако этот отбор осуществляется по­средством изменения фенотипических признаков отдельных особей, что приводит к появлению новых признаков при смене биологических поколений.

Элементарной единицей наследственности служит ген. Он пред­ставляет собой участок молекулы ДНК (или хромосомы), определяю­щий развитие определенных признаков организма. Советский генетик Н. В. Тимофеев-Ресовский (1900-1981) сформулировал положение о явлениях и факторах эволюции. Оно заключается в следующем:

♦ популяция — элементарная структурная единица;

♦ мутационный процесс является поставщиком элементарного эво­люционного материала;

♦ популяционные волны — колебания численности популяции в ту или иную сторону от средней численности ее особей;

♦ изоляция закрепляет различия в наборе генотипов и вызывает де­ление исходной популяции на несколько самостоятельных;

♦ естественный отбор — избирательное выживание с возможностью оставления потомства отдельными особями, достигшими репродуктивного возраста.

Главный определяющий фактор синтетической теории эволюции — естественный отбор, направляющий эволюционный процесс. Чисто биологическое значение особи как организма, давшего потомство, оце­нивается ее вкладом в генофонд популяции. Объектами отбора в по­пуляции являются фенотипы отдельных особей. Фенотип отдельного организма определяется и формируется на основе реализующейся ин­формации генотипа в изменяющихся условиях среды. Вследствие это­го из поколения в поколение отбор по фенотипам приводит к отбору генотипов.

Эволюция является единым процессом. В СТЭ различают два уровня эволюции: микроэволюцию, проходящую на популяционно-видовом уровне за относительно короткое время на ограниченных тер­риториях, и макроэволюцию, проходящую на подвидовом уровне, где проявляются общие закономерности и направления в историческом развитии живого.

Микроэволюция — это совокупность эволюционных процессов, протекающих в популяциях вида, приводящих к изменениям гено­фондов этих популяций и к образованию новых видов. Она происхо­дит на основе мутационной изменчивости под строгим контролем ес­тественного отбора. Единственным источником появления качест­венно новых признаков являются мутации. Отбор — это творческий избирательный фактор, направляющий элементарные эволюционные изменения по пути адаптации организмов к изменяющимся условиям среды. На характер процессов микроэволюции оказывают влияние из­менения численности популяций (волны жизни), обмен генетической информации между ними, а также изоляция. Микроэволюция приво­дит либо к изменению всего генофонда вида как целого (филогенети­ческая эволюция), либо к обособлению их от родительского исходного вида в качестве уже новых форм (видообразование).

Макроэволюция — это эволюционные преобразования, приводя­щие к изменению более высокого уровня таксонов, чем вид (семейст­ва, отряды, классы). Она не имеет характерных ей механизмов и осуществляется посредством процессов микроэволюции. Постепенно на­капливаясь, микроэволюционные процессы получают свое внешнее выражение в явлениях макроэволюции. Макроэволюция есть обоб­щенная картина эволюционных изменений, наблюдаемая в широкой исторической перспективе. Поэтому только па уровне макроэволюции проявляются общие тенденции, закономерности и направления эво­люции живой природы, не поддающиеся наблюдению на микроэволюционном уровне.

Современные представления СТЭ указывают на то, что эволюци­онные изменения носят случайный и ненаправленный характер, по­скольку случайные мутации являются для них исходным материалом. Эволюция идет постепенно и дивергентно через отбор небольших слу­чайных мутаций. При этом новые жизненные формы образуются че­рез крупные наследственные изменения, право на жизнь, которых оп­ределяется естественным отбором. Медленный и постепенно идущий эволюционный процесс может иметь и скачкообразный характер, свя­занный с изменениями условий окружающей среды в результате би­фуркационных процессов развития нашей планеты.

Синтетическая теория эволюции не является каким-то каноном, застывшей системой теоретических положений. В ее возможном диа­пазоне формируются новые направления исследований, появляются и будут появляться фундаментальные открытия, способствующие даль­нейшему познанию эволюционных процессов живого.

По современным представлениям, важной практической задачей СТЭ является выработка оптимальных способов управления эволю­ционным процессом в условиях постоянно нарастающего антропоген­ного давления на окружающую природную среду. Эта теория исполь­зуется при решении проблем взаимоотношения человека и природы, природы и человеческого общества.

Однако у синтетической теории эволюции есть некоторые спорные моменты и трудности, которые дают почву для возникновения недарвинистских концепций эволюции. К ним относятся, например, теория номогенеза, концепция нуиктуализма и некоторые другие.

Теория номогенеза предложена в 1922 г. русским биологом Л. Бер­гом. Она основана на представлениях о том, что эволюция — это уже запрограммированный процесс реализации внутренних неотъемлемых от живого определенных закономерностей. Живому организму прису­ща некая внутренняя сила природы, которая всегда действует незави­симо от внешних условий целенаправленно в сторону усложнения живых структур. В подтверждение этому Л. Берг указывал на некоторые данные но конвергентной и параллельной эволюции некоторых групп растений и животных.

Одной из недавно возникших недарвинистских концепций являет­ся пунктуализм. Сторонники этого направления считают, что процесс эволюции идет скачкообразно — путем редких и быстрых скачков, па которые приходится всего 1% эволюционного времени. Остальные 99% времени своего существования вид пребывает в состоянии стабильно­сти. В крайних случаях скачок к новому виду может совершиться в не­больших популяциях, состоящих всего их десяти особей, в течение од­ного или нескольких поколений. Эта концепция опирается на гене­тическую базу, заложенную молекулярной генетикой и современной биохимией. Пунктуализм отвергает генетико-популяционную модель видообразования, идею Ч. Дарвина о разновидностях и подвидах как зарождающихся видах. Пунктуализм сосредоточил свое внимание на молекулярной генетике особи как носителя свойств вида. Идея разоб­щенности макро- и микроэволюции и независимости управляемых ими факторов придает этой концепции определенную ценность.

Вполне вероятно, что в будущем может возникнуть единая теория жизни, объединяющая синтетическую теорию эволюции с недарвинистскими концепциями развития живой природы.

Дата добавления: 2014-01-06