В чем заключается ошибочность ламаркистской теории
Основные положения учения Ж.Б.Ламарка. Значение эволюционной теории Ламарка
К концу XVIIIв. в области биологии накопился огромный описательный материал. Несмотря на господство метафизических представлений, многие ученые высказывали идеи об историческом развитии природы.
Заслуга создания первой аргументированной эволюционной теории принадлежит французскому натуралисту Ж.Б.Ламарку (1744-1829). Ламарк был деистом и считал, что творец создал материю и законы ее движения, но на этом и прекратилась творческая деятельность творца, а все дальнейшее развитие природы происходило соответственно ее законам.
Основные положения теории Ламарка
Основы своей эволюционной теории Ж.Б.Ламарк изложил в труде «Философия зоологии», вышедшем в свет в 1809г.
Ламарк полагал, что наиболее примитивные организмы возникают путем самозарождения, причем такое самозарождение многократно происходило в далеком прошлом, происходит в настоящее время и будет происходить в будущем.
После своего появления примитивные организмы не остаются неизменными. Они изменяются под влиянием внешней среды, приспособляясь к ней. В результате такого изменения живые организмы с течением времени в длинном ряду последовательных поколений постепенно совершенствуются, становясь все более и более сложными и высокоорганизованными.
Вследствие этого, чем больше времени проходит с момента появления путем самозарождения определенной формы, тем более совершенными и сложноорганизованными оказываются ее современные потомки. Наиболее примитивные возникли совсем недавно и еще не успели стать более совершенными.
Признавая возможность превращения одних видов в другие, Ламарк утверждал, что все живые тела в своем историческом развитии проходят путь постепенного усложнения организации. Эту постепенную прогрессию в усложнении организации он назвал градацией.
Существование градации обнаруживается, по мнению Ламарка, если расположить виды в пределах растительного и животного мира, в порядке их естественных взаимоотношений. В таком случае получается непрерывный ряд, лестница органических форм, от самых низших до наиболее организованных.
Он подчеркивает, что ступени этой лестницы заметны только при сопоставлении главных групп, составляющих классы и крупные семейства, так как виды животных и растений связаны множеством мелких переходов от одного к другому, поэтому бывает трудно разграничить их. Исходя из этого, Ламарк вначале считал, что в реальной действительности виды не существуют и что они просто придуманы систематиками для удобства классификации.
Впоследствии Ламарк пришел к правильному пониманию видов: они реально существуют в определенный отрезок времени, т.е. относительно постоянны.
Значение теории Ламарка
Научный подвиг Ламарка огромен. В период господства метафизических креационистских представлений он создал первую эволюционную теорию, провозгласив принцип изменяемости видов. Дарвин упоминал Ламарка в числе своих предшественников. К.А.Тимирязев видел основную заслугу Ламарка в том, что он первым обратил внимание на фактор времени, необходимый для эволюции.
Ламарк первым отметил прогрессивный ход эволюции, происхождение высших форм из низших. Но истинных движущих рычагов он не вскрыл.
Ошибки теории Ламарка
Ошибочным, идеалистическим было предположение о внутреннем стремлении организмов к совершенствованию.
Ошибочным было и утверждение о всегда целесообразных изменениях организмов под воздействием внешней среды и наследовании приобретенных признаков. Доказательства эволюции, выдвинутые Ламарком, были неубедительными и не были приняты современниками.
Таким образом, теория Ламарка не смогла последовательно материалистически объяснить ни причин появления многообразия форм жизни, ни существования в живой природе целесообразности, ни причин повышения организации растений и животных в процессе эволюции. И все же она будила исследовательскую мысль и способствовала накоплению фактов в пользу эволюции.
Учение Ламарка и Дарвина
Ламаркизм
В начале XIX века французским ученым, Жаном Батистом Ламарком было создано эволюционное учение, в основе которого лежит внутреннее присущее организмам стремление к совершенству. Эта теория тесно переплелась с идеями креационизма, самозарождения жизни, поэтому ее трудно уложить в рамки современной науки.
Исходя из этой теории, органы, которыми животное усиленно пользуется, развиваются, а те, которые мало применяются, атрофируются и постепенно исчезают. Ламарк считал, что возникшие в органах изменения наследуются.
Если вы касались генетики, для вас должна быть очевидна ошибочность этих суждений. Разве могут изменения в соматических клетках наследоваться (на самом деле, у гидры при почковании могут, но у большинства животных это невозможно!). Только представьте: человек потерял на войне несколько пальцев руки, после войны у него рождается ребенок. Неужели можно предполагать, что и его ребенок родится без этих нескольких пальцев, которые отец потерял на войне?
Сейчас не вызывает сомнения, что потомству передается генетическая информация, лежащая в половых клетках (гаметах), но никак не в соматических.
Учение Дарвина
Возникновению учения Дарвина предшествовал ряд событий, о которых нельзя не упомянуть. Капитализм, начавшийся бурным развитием в первой половине XIX века в Англии, способствовал развитию промышленности и науки. Большие успехи делались естественными науками, учеными описывались новые виды животных и растений, селекционеры выводили новые породы и сорта.
И, конечно же, легендарное кругосветное путешествие Чарльза Дарвина на корабле «Бигль» c 1831 по 1836 год, во время которого он сделал очень важные наблюдения. Это путешествие сыграло решающую роль в возникновении учения.
Во время путешествия Чарльз Дарвин заметил отличия между галапагосскими вьюрками, населяющими острова. У них имелись разнообразные формы клювов, что позволило им занять разные экологические ниши. Этот факт в дальнейшем позволит Чарльзу Дарвину сделать важнейший вывод о причинах расхождения признаков.
Свои эволюционные идеи Чарльз Дарвин сформулировал в труде «Происхождение видов путем естественного отбора», опубликованного в 1859 году.
Именно в результате накопления особями таких различий, возникают новые виды, отличающиеся друг от друга по строению, физиологии и пр. Этим можно объяснить разнообразие форм клювов у вьюрков, на которые обратил внимание Дарвин.
Многие ошибочно приписывают фразу «Человек произошел от обезьяны» Дарвину, это не совсем верно. Лучше всего в этом вопросе дать слово самому Дарвину: «Так как человек, с генеалогической точки зрения, принадлежит к узконосым обезьянам Старого Света, то мы должны заключить, сколько бы ни протестовала наша гордость против подобного вывода, что наши древние родоначальники должны быть отнесены к этому семейству. Мы не должны, однако, впасть в другую ошибку, предполагая, что древний родоначальник всего обезьяньего рода, не исключая и человека, был тождественен или даже близко сходен с какой-либо из ныне существующих обезьян.»
Синтетическая теория эволюции (СТЭ)
Я должен предупредить вас, что некоторые термины, скорее всего, окажутся новыми. Обязательно вернитесь к эволюционным теориям, когда тщательно освоите генетику и научитесь решать генетические задачи, тогда вам откроются эти теории во всей своей красе.
В СТЭ авторы стремились обобщить все открытые генетикой факты и связать их с дарвинизмом. Большой вклад в создание СТЭ внесли Северцов А.Н. и Шмальгаузен И.И.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Теория эволюции Ламарка
Теория эволюции Ламарка — что из себя представляет
Ламаркизм — эволюционная концепция, основывающаяся на теории, выдвинутой в начале XIX века Жаном Батистом Ламарком в трактате «Философия зоологии».
Основные положения работы:
Причины и движущие силы эволюции по Ламарку
Эволюционная теория Ламарка может быть разделена на составляющие, раскрывающие причины и движущие силы эволюции организмов.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Градация организмов
Ученый считал, что первые существа появились путем самозарождения и развивались благодаря усложнению от низших форм к высшим.
Градация — это имеющее закономерный характер развитие организмов, которое происходит в направлении постепенного и неуклонного совершенствования, повышения общего уровня организации.
Ученый создал классификацию организмов, которая отражала их развитие от простых до сложных систем организации:
Объясняя способ развития организмов от низшего уровня к высшему, Ламарк пришел к выводу, что в каждом организме есть стремление к совершенствованию, которое изначально заложено Богом.
Ламарк видел ограниченность своего учения о градации в его приемлемости лишь в отношении классов, полагая, что каждый класс есть новый шаг развития, новая, более высокая организация. Следовательно, выделение классов должно быть основано на результатах изучения строения не любых органов, а лишь «существенных» их систем:
Изменчивость организмов
Изменчивость как процесс, с точки зрения Ламарка, присуща развитию материи. Причины изменчивости заключаются в изменении климата, питания, почвы, влаги, а также заложенной Богом способности изменяться. Процесс может отклоняться из-за условий окружающей среды, вызывая тем самым приспособление организмов.
Исходя из уровня организации живых существ, Ламарк выделял две формы изменчивости:
Как происходит косвенная изменчивость:
Наследственность
Изучение изменчивости организмов привело Ламарка к другому важному фактору эволюции — наследственности. Ученый считал, что уникальные изменения организма, которые передаются из поколения в поколение, являются признаками определенного вида. Ламарк предположил, что в процессе эволюции многие изменения наследственно закрепляются, что позволяет одним видам превращаться в другие и развиваться в определенном направлении.
Закономерности в теории эволюции Ламарка наиболее полно раскрылись в его труде «Естественная история беспозвоночных животных»:
Свою теоретическую позицию Ламарк проиллюстрировал примерами:
Птица, постоянно находящаяся в поисках добычи, необходимую ей для поддержания жизни, растопыривает пальцы ног, когда хочет грести и двигаться по поверхности воды. Постоянные движения растягивают кожу, соединяющую пальцы у их основания, что приводит к возникновению перепонок. Таким образом такие птицы, как гуси и утки, получили возможность искать еду на воде с помощью перепонок.
Птица, которая ищет пищу на берегу, опасается каждый раз окунать тело в воду из-за риска погрузиться в ил. Птица вынуждена прилагать усилия, чтобы удлиниться, из-за чего ее ноги со временем стали длиннее. Примером такой птицы выступает цапля.
Достоинства теории Ламарка
Несмотря на ошибочные тезисы Ламарка, которые были опровергнуты исследователями процесса эволюции, теория ученого обладает определенными достоинствами:
Недостатки теории Ламарка
Теория Ламарка, несмотря на свою целостность, активно критиковалась как его современниками, так и последователями. Минусы теории Ламарка:
Дарвин отрицательно отнесся к позиции Ламарка о возникновении изменений в организме из-за необходимости. Наивность представления о целесообразности раскрывается в примерах, которые приводил ученый:
Ламарк считал приспособление результатом заложенной способности изменяться, когда на самом деле способность приспособительно изменяться является лишь формой самого приспособления, что также нуждается в причинном объяснении.
Данное заблуждение тесно связано с приравниванием Ламарком процессов изменения и приспособления. Изменение связано с физиологическим аспектом, приспособление — историческим. Изменение является основой приспособления, поэтому для изучения эволюции важно дифференцировать данные понятия.
Принципиальная разница между ламаркизмом и дарвинизмом состоит в том, что ламаркизм видит творческие силы эволюционного процесса в активности организма, имеющего возможности совершенствовать свою организацию, а дарвинизм — в работе внешнего по отношению к организму фактора — отбора, действующего на поле неопределенной наследуемой изменчивости.
Сравнение теорий Дарвина и Ламарка
Сравнение теорий Дарвина и Ламарка можно произвести по нескольким позициям:
Доказательства несостоятельности теории
Несостоятельность теории Ламарка ярко проявляется в концепциях, которые стали основой эволюционных выводов ученого:
Данные концепции опровергаются современной наукой, фактами и законами генетики.
Некоторые ученые проводили опыты для доказательства несостоятельности теории Ламарка. Например, немецкий зоолог Август Вейсман, который первоначально был сторонником идеи о наследовании приобретенных признаков Ламарка, впоследствии стал ее противником. Исследователь утверждал, что вопрос о наследовании приобретенных признаков может быть решен только опытным или экспериментальным путем с помощью механического воздействия.
Эксперимент Вейсмана заключался в следующем: ученый разводил мышей поколение за поколением, обрубая им хвосты. Согласно теории Ламарка, из-за таких воздействий хвосты у животных должны атрофироваться из-за отсутствия необходимости их использовать. Ошибка Ламарка заключалась в том, что механические изменения не затрагивают генетический уровень, поэтому естественное отмирание хвоста оказалось невозможным.
Однако эксперимент Вейсмана был неточным ввиду отсутствия у мышей упражнения, которое требовало бы избавления от хвоста для выживания. Август не учитывал фактор необходимости и стремления организмов к изменению органов, о котором говорил Ламарк, поэтому данное доказательство несостоятельности теории ученого требует дополнительных уточнений.
Серьезной ошибкой Ламарка было суждение, что приобретаемые в ходе жизни полезные свойства передаются по наследству.
Дарвином и современной наукой доказано, что только мутации в половых клетках организмов могут передаваться по наследству. Мутации чаще всего носят случайный характер и не связаны с определенной окружающей средой, системно воздействующей на живое существо.
Ламаркизм: от жирафа до трансгенных людей
275 лет со дня рождения Жан-Батиста Ламарка и 210 лет со дня выхода в свет его «Философии зоологии»
Сергей Петухов
«Коммерсантъ Наука» №13, апрель 2019
Фото: Геннадий Гуляев / Коммерсантъ
За два с лишним века теорию эволюции Ламарка опровергали неоднократно, но каждый раз она оживала вновь, причем не в усовершенствованной, более современной ипостаси, а в своем исходном, без малейших поправок и оговорок, виде, в каком Ламарк ее сформулировал в «Философии зоологии» 210 лет назад. Редкий, если не уникальный случай в истории науки.
Благодаря хрестоматийному примеру Ламарка с жирафом, который тянется за листьями деревьев и потому у него длинная шея, суть теории эволюции Ламарка знают, наверное, все. Если изложить ее простыми словами, то жирафы, которые особенно старательно тянут шею, рождают потомство с более длинной шеей, чем у ленивых сородичей.
Или, если дословно: «Обстоятельства приводят к тому, что состояние индивидуумов становится для них обычным и постоянным, и внутренняя организация таких индивидуумов в конце концов изменяется. Потомство, получающееся при скрещивании таких индивидуумов, сохраняет приобретенные изменения, и в результате образуется порода, сильно отличающаяся от той, индивидуумы которой все время находились в условиях, благоприятных для их развития». Первое предложение в данном абзаце — это первый закон Ламарка «Упражнения и неупражнения органов». Второе — второй закон Ламарка «Закон наследования приобретенных признаков».
Ламарк революции в науке не вызвал, более того, его теорию почти не заметили. Ученым не понравилась эволюция как результат «хотения животных» (выражение Дарвина). А простые люди и без Ламарка знали, что «каждому воздастся по делам его».
Первое прощание с ламаркизмом
Ситуация изменилась после выхода в свет в 1859 году «Происхождения видов путем естественного отбора» Чарльза Дарвина. Согласно его теории эволюции, все живые существа рождаются разными. Больше шансов дожить до половой зрелости и оставить потомство имеют те, кто родился более приспособленным к конкретной жизненной ситуации. Проще говоря, в борьбе за существование побеждают те, кому посчастливилось родиться уже готовыми к ней. В этом суть естественного отбора — движущей силы эволюции.
Дарвин мало кого оставил равнодушным. Буквально на следующий год Герберт Спенсер примерил законы Дарвина на человеческое общество. Выражение Спенсера survival of the fittest («выживание самого приспособленного») моментально стало мемом, трансформировавшись в постулат «выживает сильнейший», который лег в основу социал-дарвинизма. Тот, в свою очередь, породил целый букет расистских, фашистских и прочих теорий о юберменше («сверхчеловеке» по терминологии Ницше) и унтерменше («недочеловеке» по терминологии Розенберга, повешенного по приговору Нюрнбергского трибунала в том числе и за это).
Понятно, что прогрессивную либеральную мысль такой мета-дарвинизм не устраивал, ей милее была бы парадигма, в которой все рождаются равными и самостоятельно реализуют природные задатки, меняя из поколения в поколение себя к лучшему. Как жирафы Ламарка. И ученые впервые всерьез обратили внимание на его теорию.
Август Вейсман в попытке экспериментально подтвердить закон Ламарка об «упражнении и неупражнении органов» с немецкой методичностью отрезал мышам хвосты и потом спаривал их на протяжении 22 поколений. На это у него ушло четыре года, но хвост у мыши не уменьшился ни на миллиметр. Получилось как в детской сказке: мышка хвостиком махнула, яичко ламаркизма упало и разбилось.
Второе отпевание ламаркизма
К счастью для противников, Дарвин формулировал законы, опираясь на косвенные их доказательства, у него не было ответа на главный вопрос: какова природа изменчивости, что, собственно, наследуется потомством победивших в жизненной борьбе? Или, проще говоря, еще не был известен материальный носитель наследственности — ген, кусочек нити ДНК.
Поиск материального носителя наследственности вышел на передний край биологии. Его обнаружение либо подтвердило бы теорию Дарвина, либо ее опровергло. Но и в том, и в другом случае ученые получили бы инструмент, который позволил бы им управлять эволюцией. Не важно, как именно: либо управлять изменчивостью и отбором, либо, если прав Ламарк, помогать организму «упражнять» непосредственно носитель наследственности, а не органы.
К началу XX века ситуация с материальным носителем наследственности прояснилась: стало ясно, где он локализуется, — в хромосомах. Сформировалась новая наука о наследственности — генетика.
Американец Томас Морган сформулировал хромосомную теорию наследственности. А тот самый Вейсман, который резал мышам хвосты, объединил дарвинизм и генетику в теорию неодарвинизма. Материалом для естественного отбора по Дарвину служили изменения в веществе хромосом — мутации. В каких-либо дополнениях в виде стремления организмов к самосовершенствованию неодарвинизм не нуждался.
Примечательно, что Морган и Вейсман исходно были идейными ламаркистами, тем более убедительным казался окончательный крах ламаркизма.
Мутация генетики
Отныне путь к управлению эволюцией генетикам был ясен. Если материалом для природного отбора были случайные мутации в хромосомах, то надо сделать их неслучайными. Как это сделать, тоже было ясно: подействовать на хромосомы жестким излучением — от рентгеновских до гамма-лучей.
Опыты на мухах дрозофилах подтвердили, что ионизирующие излучения вызывают искусственные мутации, и тем больше, чем выше доза облучения. Но это был ненаправленный мутагенез, он лишь повышал число вариантов вещества наследственности, среди которых могли быть нужные ученым. Но практически все были ненужные и вредные.
Надежду внушал более мягкий по действию на живое вещество химический мутагенез. В этой области лидировала советская генетика. Казалось, еще немного, и с помощью химических мутагенов ученые изменят мир к лучшему. Но как раз в этот момент генетика как наука в Советском Союзе перестала существовать. Ее место занял ламаркизм по-советски — мичуринская биология.
Ламаркизм по-советски
В истории науки часто демонизируют «злого гения» генетики академика Трофима Лысенко. Не было бы его, нашелся бы другой, возможно, еще хуже, биология как наука была обречена в СССР в те годы по более весомой причине.
Страну победившего социализма надо было накормить и вооружить. Если вторая задача была решена — к концу 1930-х годов промышленность СССР по основным показателям вышла на третье место в мире, после США и Германии, то первая решалась со скрипом. А после коллективизации сельского хозяйства в стране опять начались голодоморы.
«Виновных» нашли и покарали, разоблачив нелегальную Трудовую крестьянскую партию и ликвидировав кулачество как класс, но проблемы это не решило. Назначить виновными ученых, препятствующих своей генетикой решению продовольственного вопроса, могли в любой момент. Только в те годы, в атмосфере противоестественного симбиоза энтузиазма первых пятилеток («Мы рождены, чтоб сделать сказку былью») и смертельного страха ученых за себя и своих близких, могла родиться такая химера, как мичуринская биология.
Сам Иван Мичурин, селекционер-самоучка, «упражнял» растения так удачно, что они выживали и плодоносили в непривычных условиях. Он работал методами традиционной селекции, поэтому обходился без знания дарвинизма и ламаркизма и даже законы собрата-селекционера Грегора Менделя считал благоглупостью. Наверное, он удивился бы, если б узнал, что его метод отдаленной гибридизации через посредника легко объясняет наука генетика. Едва ли Мичурин благоговел перед Ламарком, но был уже мертв, когда его «скрестили» с Ламарком под лозунгом «Мы не можем ждать милостей от природы, взять их у нее — наша задача».
Гибрид из традиционной селекции и ламаркизма, как и следовало ожидать, оказался бесплодным, но только не для власти, которая еще меньше Мичурина нуждалась в знании о хромосомах и судила о науке даже не по ее результатам, а по презентации результатов, как говорят сейчас. А в искусстве презентаций Лысенко был мастером. Ветвистая пшеница на опытной делянке в Подмосковье, виноград в Воронеже и другие чудеса мичуринской биологии производили нужное впечатление.
Лысенко не стоило большого труда спровоцировать власть на инквизиторскую меру — полный запрет в СССР генетики как науки летом 1948 года. Решением февральского 1947 года пленума ВКП(б) была поставлена задача в течение 1948 года выйти в сельском хозяйстве на довоенные показатели. Сделать это за год было нереально, а запретить лженауку генетику было не только проще простого, но и мудро с аппаратной точки зрения партийных кураторов аграрного сектора. Ученым-мичуринцам расчистили дорогу, как они просили. Если теперь они не справятся, то за все и ответят.
Третьи похороны ламаркизма
Лысенковская разновидность ламаркизма продержалась на плаву вплоть до отставки Никиты Хрущева в 1964 году. Все эти годы советские генетики могли лишь наблюдать со стороны, как окончательно прояснилась природа носителя наследственности — ДНК — и была сформулирована центральная догма биологии.
Согласно догме, информация передается только от ДНК к белку, путь в обратном направлении — от белка к ДНК — закрыт. Или, проще говоря, целенаправленно извне подействовать на ген невозможно в принципе. Этим, казалось, была поставлена жирная точка в истории ламаркизма.
Молекулярные мичуринцы
Но к этому моменту управление эволюцией, будь то на принципах дарвинизма или ламаркизма, стало ученым не интересно. В генетику толпой хлынули физики и химики, которых не тревожили тени великих Ламарка и Дарвина. Они видели перед собой обычную для дачника задачу повышения урожайности своего сада и огорода. Есть стебель подвоя (ДНК, которую надо изменить), есть черенок привоя (нужная ДНК для замены) и есть промежуточное в процедуре прививки растение — посредник («вектор», ДНК, которая поможет сделать нужную замену). Мичуринский метод отдаленной гибридизации в кристально чистом виде!
Мичуринский метод, примененный на молекулярном уровне, дал ГМО. Уходящие за горизонт поля трансгенных рапса, риса, сои, кукурузы, плещущиеся в садках трансгенные лососи, доящиеся человеческим лактоферрином козы. Чем не всемирный триумф «принципиально новой, мичуринской, советской биологической науки»? Собственно, это и обещал Лысенко!
Одноклеточный ламаркизм
Теперь ученых терзают смутные сомнения. Если микробы при изменении окружающей среды (появлении хищника) так легко сами вносят поправки в свои гены, приобретая на генетическом уровне новый, дающий им преимущество в жизненной борьбе признак, который уж точно передается по наследству, то не был ли прав Ламарк насчет жирафа?