Основные проблемы теории эволюции

    Креационисты  и некоторые эволюционисты утверждают, что современная теория эволюции не может объяснить ранние стадии формирования органов, а также возникновение структур высокого уровня совершенства, например человека. На самом деле возникающие тут проблемы связаны только с недостаточной изученностью строения и функционирования этих органов. В отношении хорошо изученных органов мы, как правило, представляем в общих чертах, как они могли сформироваться в процессе эволюции. Часто утверждают, что, например, глаз высших животных настолько совершенен, что никак не мог возникнуть в результате эволюционных процессов. Проиллюстрируем эту мысль на известном примере. Будем исходить из того, что наблюдаемые изменения органов и структур произвольны и не направлены, однако случайно могут оказаться более или менее полезными для своих носителей. В клетках практически всех организмов вырабатывается некоторое количество пигментов. Пигментом можно назвать, собственно говоря, любое непрозрачное вещество. Часто они синтезируются вне всякой связи с фоторецепцией. Но они могут быть использованы и для ориентации в пространстве, если это полезно для выживания организма. Способность реагировать на свет широко распространена в природе и характерна как для многих одноклеточных, так и для некоторых клеток многоклеточных организмов. Первый этап формирования сложных органов зрения у многоклеточных состоял в концентрации светочувствительных клеток с образованием так называемых глазных пятен. Сосредоточение рецепторов в одном месте способствовало восприятию света меньшей интенсивности, поэтому мутанты, у которых светочувствительные клетки были сближены, получали больше шансов выжить. Самые простые светочувствительные пятна расположены на поверхности тела (или под ней, если покровы прозрачны). Однако в ходе дальнейшей эволюции естественный отбор способствует погружению пигментных пятен под уровень покровов для защиты от повреждений и посторонних раздражителей. Пигментное пятно превращается в пигментную ямку (иногда в пигментный желоб или канал). Конечным этапом этого является замыкание ямки в глазной пузырек, передняя стенка которого становится прозрачной, а задняя - чувствительной. Однако даже прозрачное вещество преломляет световые лучи, и передняя стенка неизбежно начинает действовать как линза. Форма этой линзы может меняться вследствие случайных мутаций, но оптимальной для рецепции является такая ее кривизна, которая приводит к фокусировке лучей на поверхности внутреннего светочувствительного слоя. В результате на этой поверхности появится изображение окружающего мира. Это уже даже не результат естественного отбора, а просто следствие законов физики.

    Таким образом, накопление мелких случайных количественных изменений приводит посредством естественного отбора к качественному скачку – появлению зрения в собственном смысле слова. В ходе дальнейшей эволюции орган зрения совершенствовался далее. Часто образуются, например, специализированные мышцы, изменяющие кривизну линзы или ее расстояние до светочувствительного слоя, или обе эти характеристики. Этим достигается возможность аккомодации глаза.

    Другое  важное эволюционное достижение –  цветовое зрение. Наконец, появление стереоскопического зрения у некоторых птиц и млекопитающих позволяет определять расстояние до предметов путем триангуляции, а также, до определенной степени, форму предметов. Все эти процессы легко могут быть объяснены как результаты избирательного выживания носителей мелких случайных изменений. Данные процессы будут происходить даже в том случае, если очень незначительная часть мутаций изменяет структуры в нужном направлении. Только полное отсутствие таких мутаций сделало бы эти процессы невозможными.

    Однако  нам неизвестны механизмы, избирательно блокирующие мутагенез в определенных направлениях. Итак, описанный сценарий логически возможен и не противоречит ни одному из известных законов природы. Один из главных аргументов, высказываемых креационистами против эволюционизма, состоит в том, что в процессе прогрессивной эволюции возникает принципиально новая информация. Дело в том, что информацию может создавать, по их мнению, только разум, но никак не стохастические процессы. Наследственная информация живых организмов, считают креационисты, была создана Богом в ходе творения, а позднее может только утрачиваться.

    Креационисты  достаточно четко проводят аналогию между творческой деятельностью Бога и человеческим творчеством, видя в человеческом разуме пусть несовершенное, но всё-таки подобие разума Бога. Однако имеющиеся данные, скорее, позволяют утверждать, что в основе творческой деятельности человеческого разума лежат вполне естественные процессы.

    Обсудим, как формируется новая информация, используя простую модель, охарактеризованную С. Хокингом. Устройство для получения и обработки информации можно упрощенно рассматривать как систему, состоящую из элементов, каждый из которых может находиться в одном из нескольких альтернативных состояний. Например, элементы памяти компьютера могут находиться в одном из двух состояний, а элементы генетического аппарата – в одном из четырех. Любое из этих состояний равновероятно, но в результате взаимодействия с системой, состояние которой надо запомнить, элементы оказываются во вполне определенных состояниях, зависящих от состояния системы. Устройство переходит из состояния беспорядка в более упорядоченное. Однако тут нет никакого противоречия со вторым началом термодинамики. Процесс упорядочивания идет с затратой энергии, которая в конечном итоге превращается в тепловую и увеличивает степень беспорядка во Вселенной, чем сложнее взаимодействие с изучаемой системой, тем больше элементов нашего устройства будет зафиксировано, и тем большая информация о системе будет определена. Можно представить себе и использование полученной информации. Для этого необходимы специальные машины, связанные с нашим устройством, и функционирующие по-разному в зависимости от того, какие состояния зафиксированы в элементах устройства. Возможны и дальнейшие усложнения, но механизм, лежащий в основе процесса, остается тем же. По этому принципу работает компьютер и, судя по всему, человеческий мозг. Но аналогичный процесс происходит и в популяциях живых организмов. Вследствие мутаций организмы в популяциях отличаются по генотипу. В процессе естественного отбора некоторые мутанты выживают, а некоторые гибнут. Таким образом, и в этом случае происходит запоминание выбора одной из более или менее равноценных возможностей, вполне аналогичное тому, которое происходит при деятельности человеческого разума.

      Иными словами, новая информация может быть создана естественным отбором. В верховном разуме нет необходимости. Если уж зашла речь о высшем разуме, необходимо обсудить еще один аргумент в поддержку его существования, часто выдвигаемый фидеистами. По их мнению, существующие законы мироздания могут быть выявлены с помощью человеческого разума, само по себе свидетельствует о наличии разумного законодателя. Действительно, можно согласиться с тем, что существует некоторое соответствие логики нашего мышления логике процессов, происходящих в природе. Это соответствие не является абсолютным, поэтому процесс познания всегда сопровождается ошибками, а информация, полученная в результате познания, никогда не бывает исчерпывающей. Тем не менее, именно существование этого соответствия делает в принципе возможным познание окружающего мира. Нет, однако, никакой логической необходимости в том, чтобы объяснять это соответствие тем, что разум существ, познающих мир, подобен разуму творца, создавшего этот мир. Гораздо проще и убедительнее его можно объяснить тем, что в эволюции человека адаптивное преимущество получали носители таких мыслительных структур, которые лучше соответствовали реальности нашего мира. Так наша способность познавать мир постепенно совершенствовалась. В основе лежал всё тот же процесс естественного отбора. 
 
 

    ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ О ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ. 
 

    В современном понимании эволюция – это серия последовательных изменений с исторически значимым результатом. Мы не обязаны оговаривать, что изменяется генотип, признак, популяция, вид. Непрерывно, прерывисто, скачкообразно, направленно, обратимо – эти эпитеты более или менее условны, как мы еще увидим и с каким конкретным результатом (видообразование, филогенез, общее развитие жизни и т. п.). Но мы должны признать, что эволюция распознается апостериорно: изменение, происходящее на наших глазах, может быть или не быть эволюцией.

    Принято думать, что палеонтологические факты  подтверждают эволюцию. Однако самыми непримиримыми противниками эволюционизма были в прошлом именно палеонтологи – Ж. Кювье, Л. Агассис, Р. Оуэн и многие другие.

    Палеонтологическая  летопись как таковая – это  перечень разрозненных событий. Чтобы составить из нее связную историю, нужна руководящая идея. Факты, которыми мы располагаем, заключаются в том, что организмы чрезвычайно разнообразны, приспособлены к тому образу жизни, который они ведут, их жизненное пространство ограничено и они сменяют друг друга в геологической летописи. Объяснения могут быть различными. Теория эволюции состоит в том, что органический мир, каким мы его знаем, – продукт эволюции (в указанном выше смысле). Если же предположить, что мы видим проявления каких-то изначальных свойств живого, не имеющих истории (изначальной целесообразности, например), то такая теория будет не эволюционной или, во всяком случае, содержащей не эволюционные элементы. Она будет противостоять общей теории эволюции, а не (как часто думают) частной теории естественного отбора. Немало недоразумений возникает из-за неумения отличить обще-эволюционный подход от частных метаэволюционных проблем и эти последние друг от друга. На вопрос, в чем различие между теориями Ж. Б. Ламарка и Ч. Дарвина, большинство отвечает: Ламарк утверждал наследование приобретенных признаков, Дарвин – естественный отбор. В действительности же и Ламарк и Дарвин верили в наследование приобретенных признаков (выражение крайне неудачное, так как никаких признаков, кроме приобретенных, не существует, но об этом позднее). В их время это было привычное представление, восходящее к Аристотелю, который верил даже в наследование шрамов (верить можно было во что угодно – теории наследования не существовало). Эволюционные проблемы группируются вокруг трех главных вопросов –  «зачем», «как» и «почему», которые исторически задавались именно в такой последовательности.

    Возможность расположить различные живые существа в виде лестницы от просто устроенных к более сложным, определенное сходство (параллелизм) между этой лестницей и последовательностью индивидуального развития, а также распределением ископаемых форм от древних слоев к более молодым, природа делимости на дискретные типы и виды, изменение населения Земли после библейского потопа или аналогичных катастроф, воздействие образа жизни на развитие органов – вот основные проблемы, которые изначально питали эволюционную мысль. Часто эволюционизму отказывают в статусе подлинной научной теории по следующим соображениям:

1. Это в основном описание всевозможных событий, а не теория (коллекционирование почтовых марок, по замечанию Резерфорда). История, конечно, основывается на фактах, но ее можно переписать заново, и факты предстанут в ином освещении. Эволюционная история – не столько описание, сколько реконструкция событий (хотя меж тем и другим нет четкой границы; любое историческое описание, даже подтвержденное прямыми свидетельскими показаниями, не свободно от интерпретации фактов), несущая теоретическую нагрузку.
2. Эволюция жизни известна пока только на нашей планете, в единственном экземпляре. Единичное не подлежит теоретическому осмыслению. На это можно возразить, что единичное действительно непригодно для выведения законов, но может стать объектом как телического, так и каузального анализа. К тому же эволюция идет параллельно многими стволами и какие-то явления повторяются многократно.
3. Эволюционизм невозможно опровергнуть.Это обвинение против теории Дарвина выдвинул в полушуточной форме Л. Берталанфи. По мере того как росла популярность принципиальной опровергаемости как критерия научности, становилось не до шуток. Однако каждый, кто знаком с историей биологии, не может не знать о многочисленных непрекращающихся попытках опровержения как общей, так и частных теорий эволюции. Сам Дарвин указал, по крайней мере два положения, опровержение которых влекло бы за собой, по его словам, крах всей его теории: вывод о том, что резкие изменения органического мира соответствуют пробелам в геологической летописи, и заключение о невозможности развития альтруизма под действием естественного отбора. То и другое опровержимо не только в принципе, но и, что уже хуже, на практике (во избежание недоразумений напомним, что возможность опровержения теории – позитивный момент при оценке ее научности, успешное опровержение – негативный момент при оценке ее истинности, хотя значение того и другого, может быть, несколько преувеличено).
4. Теория эволюции – не теория в том понимании, какое принято у физиков. Проанализируем кратко данные принципиальные вопросы. Позиция ученых-физиков заключается в том, что к области науки относятся лишь повторяющиеся, воспроизводимые явления. Единичное, уникальное – это область коллекционера редкостей, а не ученого. Жизнь пока известна только на одной планете, биосфера существует в единственном экземпляре, каждый организм уникален, эволюция совершалась единожды и необратима. Биология имеет дело с неповторимым и, следовательно, представляет собой род деятельности, стоящий ближе к коллекционированию, чем к аналитической науке, каковой является в первую очередь физика. В определенном ракурсе возникает впечатление, что даже само развитие биологии в корне отличается от развития физики. В биологии происходит опровержение и отбрасывание отживших теорий (например, теории Ламарка), тогда как в физике новые теории не опровергают старые, а лишь указывают пределы их применимости.

    Одно  из возможных возражений, как мы уже говорили, заключается в том, что организмам, наряду с индивидуальным, свойственно общее повторенное в каждом из них, что эволюция органического мира в целом состоит из огромного множества эволюционных линий, которым в той или иной степени свойственны параллелизм, многократное повторение однотипных событий и т. д. Можно также протестовать против гносеологического редукционизма, настаивая на не сводимости одной области знаний к другой, на принципиальном различии методологических установок физики и биологии, имеющей дело с неизмеримо более сложными явлениями, требующими особого, более индивидуализированного подхода, не умаляющего научности. По мнению ряда ученых, однако, традиционные сомнения в научности биологических теорий, как и традиционные попытки развеять их, не отражают существа дела, которое заключается в противоречии между историческим и вне историческим подходами. На самом деле принципиального различия между уникальностью биологических явлении и повторяемостью физических, по-видимому, не существует: любое историческое событие уникально. Конечно, биологу легче понять это благодаря ярче выраженной индивидуальности его объектов, хотя вирусы одного штамма кажутся вполне идентичными и лишь очень тонкие исследования могут вскрыть их индивидуальность. Физик же находится в положении человека, впервые попавшего в толпу инопланетян и считающего, что все они на одно лицо.

    Наличие истории является главным и, может  быть, единственным критерием существования. Ученый, исследующий явления, которые не имеют истории, не может быть уверен в том, что они на самом деле существуют. Противоречия между моделями познания и физике и биологии также, по-видимому, связаны с различным ощущением историзма. Известный закон необратимости эволюции выведен бельгийским палеонтологом Л. Долло, парадоксальным образом, на основании обратимого появления – утраты панциря у черепах, переселяющихся из воды на сушу и обратно. Долло заметил, что вновь обретенный панцирь отличается от утраченного, и, следовательно, – полной обратимости нет. Человеку настолько свойственно ошибаться, что он, в конце концов, начинает сомневаться в своих познавательных способностях. Подобные ситуации служат питательной средой для утверждений, что конечная истина недоступна по тем или иным причинам. То, что мы сейчас считаем очевидным, теоретически нагружено и сформировалось в результате сложного взаимодействия наблюдения и объяснения, причем последнее все более доминирует, подменяя непосредственное видение и даже навязывая видение несуществующих объектов (так многие поколения «видели» небесную твердь). Такого рода издержки теоретизации видения и породили сомнения в реальности внешнего мира, ведущие прямым путем к солипсизму.