Бесплатный фрагмент - Социобиология человека. Эволюция без генов

Introduction. Cultural evolution

Evolution without genes

The book is devoted to the popular presentation of some questions of the new science of human society — Sociobiology of human.

Sociobiology of human is a system of Sciences, the object of study of which is the species Homo Sapiens, its behavior in societies, selection rules that make societies stable enough, methods of manipulating its behavior, conditions leading to revolutionary changes. Culture should be considered as the result of non-morphological, functional adaptations of the brain Homo Sapiens, changing human behavior in the social environment.

Modern man in the form as we know it, is not created by Darwinian biological evolution alone. This evolution has created species Homo sapiens, which as a result of cultural evolution has become a modern man. The cultural evolution of this species was able to move much further than all other species from the order of primates. In biological evolution in the process of natural selection, a morphology (structure) of organisms changes with the memorization of selected characteristics by fragments of the DNA molecule, genes.

A DNA molecule has the remarkable property of creating its own copies (replicated).

For any evolution of the living, replicators are needed, without which evolution is impossible.

Genes are such replicators for all biological evolution. With the advent of nerve cells, and then the brain in multicellular organisms, they were able to accumulate in it some experience throughout life. Experience in higher mammals plays a big role in their lives. This experience can not be transferred to the next generation by genes, as morphological properties are transmitted. Their own experience, everyone must assimilate himself and the fate of the individual largely depends on the success of this assimilation. The process of remembering in the brain is not a process of changing its structure, it is a change in its functions, i.e. functional transformations.

The book developed and proposed a model of the mechanism of non-genetic inheritance of functional adaptations of the brain, which manifest themselves in human behavior as a change in its mentality.

This mechanism is made up of interactive brain programs called MEMs, that can replicate. This applies to all living beings with the brain. Transfer of skills, knowledge in populations is a well-known fact. However, replication of brain programs is possible only in individuals in the same population. This transfer can be called horizontal. This MEMs as replicators differ from genes that transmit information to subsequent generations of the population, being replicators of the vertical type.

Man stands out from all the representatives of the order of primates in that he managed to create a system of non-genetic inheritance of the experience of previous generations. This actually allowed him to become the dominant species on the planet. The developed language of communication, socialization, sufficient intelligence and, finally, the creation of writing, these are the main factors that made possible the transfer of cultural inheritance (functional adaptations) in a non-genetic way.

The creation of writing should be regarded as the appearance of external memory, which helps to organize cultural inheritance in the human society. MEMs become full-fledged replicators that allow vertical replication. The acquired experience and knowledge can now be easily transferred to subsequent generations.

Traces of human activity throughout the historical period should be seen as a manifestation of its cultural evolution. It is not right to talk about the evolution of culture in itself. Culture is the result of human activity, it is he who evolves in a non-genetic way, and therefore the evolution of his cultural manifestations in society is observed. All other primates who do not have a developed language of communication, especially ways of fixing functional adaptations of the brain with the help of writing, have stopped on the halfway point of cultural evolution.

Sometimes human behavior is suggested to be analyzed on the basis of the laws established by ethology (the science of animal behavior). But this approach does not take into account:

1.That the human mind, its communicative abilities are qualitatively different than in other animals. 2. The degree of socialization of man is also much greater than even in the eusocial communities of ants, bees and other insects from the order of the Hymenoptera. 3. In addition, to draw conclusions about the functioning of a supercomputer based on the study of the device calculator is not entirely correct.

The book details the reasons why a man can not already be considered in the evolutionary plan as a representative of primates within the framework of biological science, and for it, consideration within the framework of sociobiology is required.

Therefore, sociodarvinism, as an attempt to apply exclusively biological regularities to explain human behavior, is untenable.

Eusocial insects belonging to the order of the Hymenoptera, which includes bees, ants, termites in the way of socialization, without much intelligence, also proved to be very successful in biological criteria of reproduction and survival. But they have neither a reasonable mind nor a developed communication language, let alone writing, to create their own adequate human civilization.

About 50 thousand years ago there were about 6 species of anthropoid apes. As a result of natural selection, only one species of Homo sapiens, which appeared about 180,000 years ago in the family of hominids in Africa, has survived from them. This species, which for some time has been called a man, has become the dominant species on the planet.

It differs from other species in that the adaptations acquired by it in the process of evolution are not morphological (strong legs, sharp fangs, etc.) but functional adaptations of the brain. They are not transmitted by genes, but only by brain structures. This evolution is called social or cultural. This is an evolution without genes.

For the first time the idea of replicators of culture was expressed by R. Dawkins. Clinton Richard Dawkins (March 26, 1941) — English ethologist, evolutionary biologist, scientist and popularizer of science. R. Dawkins became famous in 1976, when his book «The Selfish Gene» was published, in which the term «mem» was introduced into the lexicon, denoting a unit of cultural information (analogous to a gene in genetics) copied and transmitted from one carrier to another and subject to mutation, natural selection and artificial selection. According to

R. Dawkins, «meme» is an idea in consciousness. The new view developed in this book is to consider them not as ideas in the mind, but as interactive brain programs that are localized in places of the brain that are inaccessible to consciousness (according to Freud) — in the unconscious or in the subconscious. Therefore, I had to change the spelling of the term on MEM.

Developing the ideas of R. Dawkins, I proposed the term MEMnome, which is the whole set of MEMs of a human, reminiscent of the sounding genome.

It is shown that the mentality of a person is a phenotypic manifestation of the MEMnom, and this is the most important factor determining the course of the historical process. Biological adaptations with the help of genes cause changes in the morphology of individuals, and sociobiological adaptations with the help of brain structures, MEMs refer to changes in mentality. For the species Homo sapiens, they have acquired decisive importance.

At some stage of the evolution of the HS species, when a person himself becomes part of a society, genes seem to delegate their powers to MEMs. How the mutations of MEMs occur, the changing mentality of a person in detail can be understood after the creation of another science, which we conventionally call «Population MEM.»

Unfortunately, at present Genetic determinism, which dominates in biology, tries to imagine everything so that genes control all changes not only in morphology, but also in the social behavior of a person in his mentality. At the same time, biologists are perfectly aware that the acquired signs can not be transmitted by genes to the next generation. They know, but insist that the genes control everything.

Mentality largely determines the behavior of a person, the way he thinks and priorities. Nevertheless, MEMs as replicators are rejected by many biologists, in view of the fact that they do not fit into the formed paradigm of genetics. But in fact 86 billion brain cells (neurons) of a human being for some reason exist. Do not they code our mentality?

The book consists of 3 sections. In the first, well-known positions of the evolutionary theory in biology are considered, which, in my opinion, every person should know and which will be needed to assimilate the principles of sociobiology. In the second, a model of cultural evolution is developed and justified with the help of the concept of MEMs, and the third part is the application of the concept to real social processes and some of the conclusions that follow from this.

Finally, the concepts of socialism and capitalism are discussed from the point of view of sociobiology. Along the way, some considerations are given on the question of the «meaning of life», a term that has unequal significance in different contexts. This is the most polysemantic term most people do not see, and therefore everyone, from their own experience interprets in their own way.

The book is written in an attempt to find some universal approaches for solving problems related to social evolution, i.e. development of human society. The historical process can be regarded as the evolution of a culture understood in a broad sense. At the same time, the ambiguity of the interpretation of its individual elements disappears, as it happens when considering from the humanitarian and philosophical positions. Books on history, often correspond to the prevailing mentality of the authorities.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящем третьем издании книги материал существенно переработан с целью дальнейшей систематизации, облегчающей восприятие для неподготовленного читателя. Книга посвящена популярному изложению некоторых вопросов новой науки о человеческом обществе — Социобиологии человека.

Современный человек в том виде, как мы его знаем, не создан одной только Дарвиновской биологической эволюцией. Эта эволюция создала вид Homo sapiens, который в результате культурной эволюции, превратился по существу в другой вид — современного человека, который отличается в культурном плане.

Культура это результат деятельности человека в разных сферах появившийся в следствие возникновении неморфологических, функциональных адаптаций мозга Homo Sapiens в социумах, изменивших его поведение.

Социобиология человека это система наук, объектом изучения которой является вид Homo Sapiens, причины возникновения культурной эволюции этого вида, новые репликаторы эволюции МЭМы, позволившие наследовать приобретённые свойства, ментальность как проявление культурного наследования.

Культурная эволюция Homo Sapiens смогла продвинуться значительно дальше, чем у всех других видов отряда приматов, в результате чего человек стал доминирующим видом на Планете.

Биологическую и культурную эволюции человека нужно рассматривать как 2 части единого процесса эволюции.

В биологической эволюции в процессах естественного отбора происходит изменение морфологии (строения) организмов с запоминанием отобранных свойств (адаптаций) фрагментами молекулы ДНК, генами. Молекула ДНК обладает замечательным свойством — создавать свои копии (реплицироваться). Для любой эволюции живого нужны репликаторы, без которых эволюция невозможна. Гены и являются такими репликаторами для всей биологической эволюции.

С появлением нервных клеток, а затем и мозга у многоклеточных организмов, они получили возможность накапливать в мозгу в течение жизни некоторый опыт. Накопление опыта это создание в мозгу функциональных адаптаций, изменяющих поведение организмов.

Опыт, приобретённые свойства, не передаются в следующее поколение генами, как передаются морфологические свойства. Свой опыт каждая особь, имеющая мозг, должна усваивать самостоятельно и от успешности этого усвоения в значительной мере зависит её судьба.

Процесс накопления опыта в мозгу, это не его перестройка, это изменение функционирования его фрагментов, т.е. функциональные изменения (адаптации второго рода). Эти адаптации не могут быть непосредственно замечены приборами, но они проявляются в изменении ментальности.

В книге рассматривается механизмы наследования функциональных адаптаций мозга, которые проявляются в поведении человека, вследствие изменения его ментальности.

Эти механизмы составляют интерактивные программы мозга, названные МЭМами, которые могут реплицироваться. Это относится ко всем живым существам с мозгом. Передача умений, знаний, навыков, полученных в течение жизни в популяциях хорошо известный факт. Однако репликация программ мозга (усвоенных моделей поведения) возможна только у особей в той же популяции.

Народившиеся детёныши в процессе взросления проходят в семье стадию обучения.

Такую передачу информации можно назвать горизонтальной. Этим МЭМы, как репликаторы, отличаются от генов, которые передают информацию в последующие поколения популяции, являясь репликаторами вертикального типа.

Человек выделяется из всех представителей отряда приматов тем, что сумел создать продвинутую систему негенетического наследования опыта предыдущих поколений. Это собственно и позволило ему стать доминирующим видом на планете.

Развитый, сложный язык общения, социализация, достаточный разум, создание традиций, религий и, наконец, создание письменности, вот те основные факторы, которые сделали возможной и эффективной передачу культуры (функциональных адаптаций) в последующие поколения. Создание письменности надо рассматривать как появление внешней памяти, помогающей организовать культурное наследование в человеческом социуме. До письменности были традиции, некоторые моральные правила, обобщенные в религиях, легенды и другие способы сохранения накопленного опыта.

МЭМы (программы мозга) становятся репликаторами, позволяющими осуществлять полноценную вертикальную репликацию, при которой приобретённые опыт и знания передаются в последующие поколения.

Деятельности человека на протяжении исторического периода оставляла следы. Изменение характера этих следов во времени следует рассматривать как проявление его культурного эволюционирования.

Неверно рассуждать об эволюции культуры самой по себе. Культура это результат деятельности человека, именно он эволюционирует негенетическим путем, поэтому и наблюдается эволюция его культурных проявлений в социуме.

Все другие приматы, не имеющие развитого языка общения, традиций, религий, тем более способов фиксации функциональных адаптаций мозга в виде письменности, остановились на полпути культурной эволюции.

Иногда поведение человека предлагается анализировать исходя из закономерностей установленных этологией (наукой о поведении животных). Но такой подход не учитывает, что человек единственный вид развивается на ветке культурной эволюции. Генетическая эволюция человека может вполне не учитываться, в виду того, что скорость культурной эволюции на много порядков оказалась выше.

1. Разум человека, его коммуникативные способности качественно иные, чем у других животных.

2. Степень социализации человека тоже намного больше, чем даже у эусоциальных сообществ муравьёв, пчел и других насекомых из отряда перепончатокрылых.

3. Кроме того, делать выводы о функционировании суперкомпьютера на основе изучения устройства калькулятора не совсем правильно.

В книге указаны причины, почему человека нельзя уже рассматривать в эволюционном плане как представителя приматов или других животных, в рамках только биологической науки, а для него требуется рассмотрение в рамках социобиологии.

Поэтому социодарвинизм, как попытка применения исключительно биологических закономерностей для объяснения поведения человека несостоятелен.

Эусоциальные насекомые, относящиеся к отряду перепончатокрылых, куда входят пчёлы, муравьи, термиты на пути социализации, не имея большого разума, тоже оказались весьма успешными по биологическим критериям размножения и выживания. Но они не имеют ни достаточного разума, ни развитого языка общения, не говоря уже о письменности, чтобы создать свою адекватную человеческой цивилизацию.

Ещё 50 тыс. лет назад существовало около 6 видов человекообразных приматов. В результате естественного отбора в настоящее время из них сохранился только один вид «Homo sapiens», появившийся около 180 тыс. лет назад в семействе гоминид в Африке. Этот вид, который с некоторых пор принято называть человеком, стал доминирующим видом на планете.

Он отличается от других видов тем, что адаптации, им приобретённые в ходе эволюции не морфологические (крепкие ноги, острые клыки и т.д.),

а функциональные адаптации мозга. Они не передаются генами, а только структурами мозга.

Такую эволюцию можно назвать культурной или социальной. Без образования крупных социумов такая эволюция невозможна. Это эволюция без генов. Репликаторами в ней являются МЭМы.

Впервые мысль о репликаторах культуры высказал Р. Докинз. Клинтон Ричард Докинз (Clinton Richard Dawkins; 26 марта 1941) — английский этолог, эволюционный биолог, учёный и популяризатор науки. Р. Докинз стал известен в 1976 году, когда вышла в свет его книга «Эгоистичный ген», в которой был введен в лексикон термин «мем», обозначающий единицу культурной информации (аналогичную гену в генетике), копирующуюся и передающуюся от одного носителя к другому и подверженную мутации, естественному отбору и искусственной селекции.

По Р. Докинзу «Мем» это идея в сознании. Новый взгляд, развиваемый в данной книге, заключается в том, чтобы считать их не идеями в сознании, а интерактивными программами мозга, которые локализованы в местах мозга, недоступных для сознания (по Фрейду): — в бессознательном или в подсознании. Поэтому пришлось несколько изменить написание термина предложенного Р. Докинзом (мем) на «МЭМ».

Развивая концепцию Р. Докинза был введён термин «МЭМном», представляющий собой всю совокупность МЭМов человека, напоминающий по звучанию геном.

Показано, что ментальность человека, является фенотипическим проявлением МЭМнома, а ментальность важнейший фактор, определяющий течение исторического процесса.

Биологические адаптации с помощью генов вызывают изменения морфологии особей, а социобиологические адаптации с помощью структур мозга, МЭМов относятся к изменениям ментальности. Для вида Homo sapiens они приобрели решающее значение. На некотором этапе эволюции вида HS, когда сам человек становится частью социума, гены как бы делегируют свои полномочия по управлению его поведением МЭМам.

Как происходит мутации МЭМов, измененяющие ментальность человека в деталях можно будет понять после создания еще одной науки, которую условно назовём «Популяционной МЭМэтикой».

К сожалению, в настоящее время генетический детерминизм, в биологии, пытается всё представить так, будто гены держат под контролем все изменения не только в морфологии, но и в социальном поведении человека, в его ментальности.

Гены ничего не держат под контролем, они определяют только, как будет строиться белок. Внешние условия определяют, как будет использоваться белок, и какие гены в данной клетке он будет считывать.

Генетический детерминизм это попытка перенести инженерный подход на биологические структуры, где нет единого командира, где управляющая информация и ответственность рассредоточены по всему организму. В каждой клетке тела один и тот же геном. Но белковые структуры клетки (ферменты) решают какие гены в ней могут считываться. Это достигается тем, что в комплексах считывания находятся белки данной клетки, которые по основаниям в начале гена опознают свой ген, и считывают с него информацию. Белки определяют гены, которые нужно считывать, а эти гены управляют образованием новых белков.

На процесс считывания влияют и сигнальные молекулы, которые в зависимости от среды вокруг клетки могут через управляющие последовательности гена (промотор) останавливать считывание гена, который считывается по умолчанию.

Команды на считывание того или иного гена возникают в клетке «здесь и сейчас», в процессах адаптивного саморегулирования, а не спускаются сверху в соответствие с заранее прописанными рецептами. Таким образом, гены неправильно считать командирами, навязывающими клетке решения. Клетка сама выбирает из предлагаемого набора.

В то же время биологи прекрасно осознают, что приобретенные в течение жизни свойства не могут передаваться генами в следующее поколение. Они знают, но настаивают на том, что гены всё контролируют.

Ментальность, а не гены, в значительной мере определяет поведение человека, способ его мышления и приоритеты. 86 млрд. клеток мозга (нейронов) человека, зачем-то существуют. Не они ли кодируют нашу ментальность?

Тем не менее, МЭМы как репликаторы, отвергаются многими биологами, ввиду того, что не вписываются, как им кажется, в уже сформированную парадигму синтетической теории эволюции. На самом деле представления о МЭМах, как репликаторах культурной эволюции человека, просто расширяют границы эволюционной теории в ту область, которая относится к культуре.

Книга состоит из 3 разделов. В первом кратко изложены общеизвестные положения эволюционной теории в биологии, которые, на мой взгляд, должен знать каждый человек и которые понадобятся для усвоения принципов социобиологии. Во второй разрабатывается и обосновывается модель культурной эволюции с помощью концепции МЭМов и третья часть это приложения социобиологии к реальным социальным процессам и некоторые вытекающие из этого выводы.

Книга написана в попытке нащупать некоторые универсальные подходы для решения вопросов относящихся к социальной эволюции, т.е. развитию человеческого общества. Ведь исторический процесс можно рассматривать как эволюцию культуры, понимаемой в широком смысле. При этом пропадает неоднозначность толкования отдельных элементов исторического процесса, как это происходит при рассмотрении с гуманитарно — философских позиций. Эти позиции меняются с изменением социальной обстановки и поэтому книги по истории, частенько переписываются под господствующую ментальность властей.

1. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ

1.1 От начала всего до возникновения жизни

О эволюции

ЭВОЛЮЦИЯ — (от лат. evolutio развёртывание), в широком смысле синоним развития; процессы изменения, протекающие в живой и неживой природе, а также в социальных системах.

Этим термином называют весь процесс развития, который состоит из достаточно плавных периодов и быстрых революционных периодов. Иногда этот термин употребляют для названия только плавных периодов развития. Но это особенности устройства языка — не всё в нем достаточно логично, как и в самой эволюции.

Многообразие и единство жизни — в равной степени поразительные и очень много значащие особенности живого мира. Существует ли вразумительное объяснение причины такого колоссального многообразия и в то же время проявляющих удивительное сходство по многим параметрам живых организмов на Земле?

Единственным разумным объяснением, которое в настоящее время подтверждено массой обнаруженных фактов, является то, что все организмы произошли от одного «предка» и в процессе эволюции приобрели разные формы, разные ореолы обитания и разные способы приспособления к условиям окружающей среды.

Идею эволюции нельзя считать только одной из гипотез, объясняющей мироустройство. Это единственная разумная теория, позволяющая объединить, имеющиеся сведения о жизни разных существ в разные времена.

Чтобы создать мир таким, каким мы его видим, нужно время. Эволюция не развивается в трёхмерном пространстве, а только в четырехмерном пространстве-времени.

Незанятая экологическая ниша, неиспользованная возможность для жизни — это вызов. Естественный отбор может заставить живые организмы ответить на вызов с помощью адаптивных генетических изменений, которые могут позволить виду занять пустующую экологическую нишу или благополучно перенести неблагоприятные изменения окружающей среды. Но ответ может оказаться успешным, а может и нет.

Недостаточно успешный ответ приводит к вымиранию вида. Ископаемые останки ясно свидетельствует о том, что обычный конец для большинства эволюционных линий — вымирание. Ныне живущие организмы — удачливые потомки лишь относительно небольшого числа видов, живших в прошлом.

Крупный мыслитель Пьер Тейяр де Шарден французский католический философ, теолог, биолог, геолог говорил: «Что есть эволюция — теория, система или гипотеза? Это нечто большее — это общий постулат, перед которым все теории, гипотезы и системы впредь должны склониться, и с которым они должны согласовываться, чтобы быть разумными и достоверными. Эволюция — это свет, озаряющий все факты, траектория, за которой должны следовать все линии, — вот что такое эволюция».

На первый взгляд это может показаться возвышеной декларацией. Но это так и есть.

Папа Иоанн Павел II об эволюции.

В обращении к католической церкви папа Иоанн Павел II объявил о согласии Ватикана перевести эволюционное учение Дарвина из разряда гипотез в ранг научной теории. В своем выступлении папа признал приемлемым верить в то, что тело человека — результат эволюции.

Один из создателей современной теории синтетической эволюции американский генетик русского происхождения Ф. Добжанский писал: Ничто в биологии не имеет смысла кроме как в свете эволюции.

(Феодосий Григорьевич Добржанский — американский биолог русского происхождения. (Родился 12.01, 1900, Немиров, Подольская губерния. Умер — 18.12 1975, Калифорния, США) — дальний правнук русского писателя Ф. М. Достоевского.)

А вот и официальные документы европейского уровня, выдержки из резолюции 1580 (2007г.) Парламентской Ассамблеи Совета Европы (ПАСЕ)

2. Некоторым людям идея Творения как предмет религиозной веры даёт смысл существования.

Тем не менее, Парламентская Ассамблея обеспокоена возможностью нездоровых последствий распространения идей креационизма в рамках наших образовательных систем, и тем, как это отразится на наших демократических государствах. Если мы не примем необходимые меры, креационизм может стать угрозой правам человека, имеющим для Совета Европы ключевое значение.

5. Креационисты ставят под сомнение научный характер определённых областей знания и утверждают, что эволюционная теория является лишь одной из интерпретаций наряду с другими. Они обвиняют учёных в том, что те не предъявляют достаточно очевидных доказательств обоснования научности эволюционной теории. Напротив, креационисты отстаивают в качестве научных свои утверждения, ни одно из которых не выдерживает объективного анализа.

Казалось бы, ну что ещё надо, чтобы прекратить внедрение теологических представлений в образование, но таких попыток меньше не становится. Наоборот. В новой России разрешили теологию считать наукой и один кандидат уже защитился. Антинаучные креационистские теории в РФ получают одобрение. Здесь уже действуют политические причины, которые поощряются правящей элитой. Причины эти ясны и легко объясняются социобиологией. Но об этих причинах мы поговорим позже. Но куда этот путь заведёт РФ никто наверху не беспокоится. Да и из ПАСЕ мы уже выходим.

Когда всё началось?

Астрофизики утверждают, что возраст вселенной 13,8 млрд. лет. Вот тогда в результате большого взрыва и появилась наша Вселенная. Она расширялась, охлаждалась, пространство растягивалось, из плазмы возникало вещество, образовались Галактики (звёздные скопления).
Этот процесс назван эволюцией Вселенной. В результате этой эволюции Вселенная пришла к виду, который она имеет сегодня.

Мы много знаем об этом процессе эволюции, ещё больше не знаем, но имеется надежда узнать, потому, что наука развивается в последнее время огромными шагами. Причем движение это не просто быстрое, оно еще и ускоренное, потому, что на развитие науки в мире тратится всё больше ресурсов.

Время при этом как бы сжимается. Ведь за 5 лет 21 века сделано много больше научных открытий, чем за те же пять лет сто лет тому назад. Это и ощущается как сжатие времени. Длина временного промежутка для человека определяется наполненностью его событиями.

Наше Солнце это звезда второго поколения, которая образовалось 5 млрд. лет назад и еще столько же будет нам светить, обеспечивая зелёный мир энергией для фотосинтеза, т.е для жизни. Потом оно сбросит внешнюю оболочку, которая, расширяясь достигнет орбиты Земли. При этом жизнь на Земле прекратится, поскольку температуру в 1000 градусов никакое живое существо не перенесёт. Океаны испарятся. Для человечества на этот случай (если оно к тому времени выживет) нужен запасной аэродром.

Хотя Земле тоже порядка 5 млрд. лет, но жизнь на ней документально обнаружена 3,8 млрд. лет. Из простых неорганических молекул первоначального бульона, появились в результате эволюции органические молекулы, а затем возникла жизнь. Есть гипотеза, что жизнь занесена из космоса, что не отменяет эволюцию, это только даёт больше времени для возникновения жизни. Если это так, то жизнь могла возникнуть на планете у звезды первого поколения и затем распространиться по космосу.

Живая и неживая природа

Между живой и неживой природой нет высокой стены. Одна плавно перетекает во вторую. И та и другая эволюционируют. Неживая природа в процессе эволюции реагирует на изменяющиеся внешние условия, она тоже меняется.

«В сильно не­равновесных явлениях достоверно установлено весьма важное и неожиданное свойство материи: впредь физика с полным основанием может описывать структуры (их появление) как формы адаптации системы к внешним условиям. Со своего рода механизмом предбиологической адаптации» (И. Пригожин).

Например, вода. Если температура понижается, она замерзает, превращаясь в лёд, совершая фазовый переход и меняя свои физические свойства. Кристаллы льда образующиеся при охлаждении воды являются такими структурами адаптации, которые, однако не запоминаются. Ведь вода не живая субстанция.

Живая природа не просто реагирует на изменение внешней среды. Она реагирует так, чтобы остаться живой по возможности. Жизнь стремится сохранить себя. Для этого она поддерживает некоторые параметры внутри себя. Это свойство называется Гомеостаз.

Жизнь имеет свойство, которого нет у неживого вещества — способность адаптироваться в некоторых пределах и сохранять (запоминать) адаптации, поддерживая гомеостаз, сохраняя себя.

Процессы жизни упорядочивают вещество, уменьшая энтропию системы.

На каком-то этапе эволюции среди множества образовавшихся органических молекул появилась одна, обладающая необыкновенным свойством. Все прочие молекулы строились в хаотичных процессах самосборки. Эта необыкновенная молекула умела из подходящего материала строить такие же молекулы как она сама. Это очень маловероятный процесс, но не невозможный, учитывая огромное число молекул органики в первоначальном бульоне.

Когда такая молекула появилась, то запустился процесс построения идентичных молекул (репликация) который количественно подобен геометрической прогрессии, легко побеждает по скорости процессы случайного построения.

Клеточное строение

Следующим этапом эволюции жизни было образование клетки. При этом молекула репликатор защищается оболочкой от окружающей среды. Начинает работать в защищённом режиме. Такие простейшие клетки, называемые прокариотическими (безъядерными) и они до сих пор существуют, составляя значительную часть биомассы. Это бактерии.

На границе живой и неживой природы находятся вирусы. Когда они не в клетке они проявляют себя как неживые, а когда попадают в клетку, то вмешиваются в процесс репликации, заставляют клетку работать, с учетом их программного кода.

Затем, в результате эволюции появляются эукариотические клетки. Они отличается тем, что внутри клетки есть ядро, отделённое от основного объёма клетки. В ядре сосредоточены хромосомы с генами (отрезки ДНК), содержащие закодированную информацию о строении белковых молекул, а построение молекул идет вне ядра в области метаболизма клетки.

Важное практическое различие между двумя указанными типами клеток (прокариотическими и эукариотическими) заключается в том, что из вторых возможно построение многоклеточных организмов, а из первых нет.

теология и самоорганизация

Обыденный человеческий разум не может принять как истину, что наш прекрасный зелёный окружающий мир, населенный миллионами живых существ, с нами, в том числе, мог возникнуть сам по себе, без всякого замысла со стороны, что это лишь результат эволюции живой природы. Не в силах поверить в эволюцию многие пристают к другому берегу, доверяются тому, что выдумано тысячи лет назад. Это религии того или иного толка.

Так как вера помогает властям управлять людьми, то они делают всё для поддержания веры. Финансируют РПЦ, защищают законодательно, разрешают внедряться в процесс обучения. Действуют почти также как в средние века, только что не сжигают атеистов публично на кострах, как это сделали с Джордано Бруно в 1600 году в Риме.

Бруно выступил против господствовавшей в его время аристотеле-птолемеевской системы устройства мира, противопоставив ей систему Коперника. Сделав из неё выводы, которые ныне признаны наукой несомненными: о том, что звёзды — это далёкие солнца, о существовании неизвестных в его время небесных тел в пределах нашей Солнечной системы, о том, что во Вселенной существует бесчисленное количество тел, подобных нашему Солнцу.

Сам Коперник был более осторожен. Он, созданную им систему с Солнцем в центре называл моделью для расчетов, не покушаясь на одобренную церковью модель Птоломея, где в центре была Земля.

Под воздействием ежедневной практики, где действия производятся в соответствии с заранее выработанным планом, легко проникает в умы идея о том, что существует высший замысел, в соответствии с которым построен наш мир, ведь именно это зафиксировано в Библии. Но «замысел» и «цель» это слова, возникшие только у человека, существа с развитым разумом. Биологическая эволюция происходит уже 3,8 млрд. лет, когда не было человека, разума и целей. А человек существует даже по представлениям церкви не более 10тыс. лет. Нужно усвоить, что для эволюции разум не требуется, хотя последствия её, иногда могут показаться разумными.

Даже американский биолог Коллинз, который руководил программой секвенирования генома человека в США, лукаво назвал свою книгу, посвященную этой работе: «Расшифровка божественных чертежей».

Ну, понятно, что книгу нужно продвигать, а Америка религиозная страна (так сложилось), и чтобы книга лучше покупалась, пришлось немного пожертвовать принципами.

Житейский опыт нельзя применять к эволюции, которая имеет другие масштабы во времени и в пространстве, чем те, которыми человек привык оперировать.

Установлено, что живая и неживая природа обладают свойством самоорганизации. Одни авторы используют термин «самоорганизация», другие «синергетика». К концепции самоорганизации через разработку термодинамики открытых систем пришел бельгийский ученый Илья Пригожин. А термин «синергетика» ввел немецкий физик Герман Хакен. Это свойство проявляется в некоторых условиях. Оно следствие законов физики, химии, других наук.

В каждом случае проявления этого свойства, можно отыскать и найти причины его, правда, это не всегда просто. Иногда трудно понять, почему так происходит, но причины всегда есть.

Процессы самоорганизации идут медленно, если их сравнивать со временем жизни человека. Поэтому человеку это незаметно, но если посмотреть с эволюционной точки зрения, учитывая, что процессы идут миллионы лет, то всё отчетливо прослеживается. Другая же логика — «Бог пришёл и за 6 дней создал наш мир», не выдерживает научной критики.

Когда клиент одного портного упрекнул, как он долго шьёт ему костюм, говоря, что бог за 6 дней сумел сотворить весь мир, портной еврей не растерялся и ответил: «Вы посмотрите, какой мир, и какой я вам сшил костюм».

Результатом эволюции неживой и живой природы, если проследить ее с самого начала, является все большее усложнение форм вещества и его организации. Вначале были образованы простейшие атомы водорода. Затем, в результате ядерных реакций, возникали все более массивные атомы и при достаточно низкой температуре соединились в молекулы. Молекулы в принципе не могут существовать при звездных температурах, а при достаточно низких — атомы просто не могут не образовывать связи между собой.

1.2 Биологическая эволюция. От Аристотеля до Дарвина

Биология  в  переводе  означает  учение  о  жизни. Биология  это  система  наук, объектами  изучения  которой  являются  живые  существа.  Биология  изучает  все  аспекты  жизни.  Биология  выделилась   из естественных наук в XIX веке, когда учёные обнаружили, что все живые организмы обладают некоторыми общими свойствами и признаками, в совокупности не характерными для неживой природы.
         Основными  составляющими  Биологии  являются  -  клеточная  теория,  эволюционная  теория, генетика, физиологические  процессы  гемеостаза,  обмен  энергией в процессе жизни.

Немного истории

           Когда  начинаешь  интересоваться  вопросами  жизни,  то  первое  что  приходит  на  ум:  «Откуда  такое  разнообразие  живого  на  земле?  Как  живые  существа  связаны  друг  с другом?  Как  их  можно  классифицировать  для  изучения?»   Единственным  разумным  ответом  на  эти  вопросы  является  представление,  что  все  живые  существа,  имеют  общего  предка  и  появились в  ходе  эволюции  жизни,  которая  длится  на  Земле  уже  3,8  млрд.  лет.

Представление о   биологической эволюции берет свое начало от величайшего  ученого  древности   Аристотеля,   оставившего  о  себе  память  на  2,5  тысячелетия.

Именно он первым сформулировал теорию непрерывного развития живого из неживой материи, создав представление о «лестнице природы» применительно к миру животных.

Аристотель (384—322 до н. э.)

Важный вклад в этой области был сделан знаменитым шведским естествоиспытателем К.Линнеем (1707-1778), которого справедливо называют создателем научной систематики организмов. Он предложил систему: класс, отряд, род, вид.

Под видом он понимал группу организмов, происходящих от общих предков и дающих при скрещивании плодовитое потомство.

К. Линней (1707—1778).

В  18 веке наряду с господствовавшим мировоззрением, основанным на религиозных догмах о неизменности созданного Творцом мира и получившим название "креационизм" (от лат. creatio - созидание, порождение)     постепенно начали вновь формироваться представления об изменяемости мира и, в частности, о возможности исторических изменений видов организмов.

Честь создания первых эволюционных теорий принадлежит великим естествоиспытателям XIX в. Ж.Б.Ламарку (1744—1829) и Ч. Дарвину (1809—1882). Эти две теории почти во всем противоположны: и в своей общей конструкции, и в характере доказательств, и в основных выводах о причинах и механизмах эволюции, и в своей исторической судьбе.

Ж.Б.Ламарк (1744—1829).

Основы своей концепции Жан Батист Ламарк изложил в  известном своем труде "Философия зоологии" (1809). Название этой книги  подчеркивает важную особенность обобщений Ламарка - их умозрительный характер.

Движущей силой  Ламарк считал "стремление природы к прогрессу", которое изначально присуще всем живым существам, будучи вложено в них Творцом, т.е. Богом.

Ламарковское объяснение прогрессивной эволюции, очевидно, является телеологическим (от греч. телео - цель), поскольку оно приписывает организмам стремление к совершенствованию, т.е. к определенной цели.

Теория Ламарка основанная на философии не получила признания у современников, была надолго забыта, но позднее вновь привлекла внимание ученых, и некоторые ее положения с удивительным постоянством продолжают воскресать в концепциях различных эволюционистов вплоть до нашего времени.

Ч. Дарвин (1809—1882).

Выход в свет труда Ч. Дарвина «Происхождение видов» (1859) справедливо рассматривается как начало новой эпохи в развитии естественной истории, или биологии, в современном понимании. Дарвинизм стал основой эволюционистики 20 века.

В 1831 году по окончании университета Дарвин в качестве натуралиста,  несмотря на полученное религиозное образование, по рекомендации профессора ботаники Джона Стивенса Генслоу  отправился в кругосветное путешествие на экспедиционном судне королевского флота «Бигль», откуда вернулся в Англию лишь 2 октября 1836 года.

Только по возвращении из путешествия в 1837 г., он поставил перед  собой  вопрос о происхождении видов и решил приступить к его разработке. В 1839 г., по прочтении книги Мальтуса,  у  него вполне отчетливо   возникла идея естественного отбора.

В 1859 году Дарвин опубликовал труд «Происхождение видов путём естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь».

Свою основную книгу он  готовил к печати 20 лет.

Бог знает, когда увидела бы свет его   работа, если бы в 1858 г. А.Р.Уоллес, занимавшийся естественноисторическими исследованиями в Малайском архипелаге, не прислал Дарвину свою статью, содержавшую в краткой и беглой, но в отчетливой форме, ту же идею естественного отбора, с просьбой напечатать ее в журнале Линнеевского общества.

Ч. Дарвин посоветовался с друзьями, которые убедили его напечатать вместе со статьей  А.Р. Уоллеса краткое извлечение из своего труда.  Таким  образом,  два  человека  могут  считаться  авторами  теории  естественного  отбора.  Но  сам  А.Р.Уоллес, отдавая  дань  огромной  работе  Ч. Дарвина,  назвал  эту  теорию  дарвинизмом.

В 1871 году появился ещё один важный труд Дарвина — «Происхождение человека и половой отбор», где Дарвин привёл аргументы в пользу естественного происхождения человека от животных (обезьяноподобных предков).

Теория Чарльза Дарвина, известная под названием теории естественного отбора, является одной из вершин научной мысли 19 века.

Ее значение выходит далеко за пределы своего века и за рамки биологии: теория Дарвина стала естественно-исторической основой материалистического мировоззрения. Теория  Дарвина (Дарвинизм)  представляет собой  образец научного исследования, основываясь на огромном количестве достоверных научных фактов, анализ которых привёл  Дарвина к стройной системе  выводов,  подтверждающих  эволюцию  всего  живого, т.е.  биологическую  эволюцию.

1.3 Теория эволюции по Дарвину

Ч. Дарвин открыл ту главную творческую силу, которая движет и направляет эволюционный процесс в природе — естественный отбор. Он писал: «Так как рождается гораздо более особей каждого вида, чем сколько их может выжить, и так как, следовательно, постоянно возникает борьба за существование, то из этого вытекает, что всякое существо, которое в сложных и нередко меняющихся условиях его жизни, хотя незначительно, изменится в направлении, для него выгодном, будет иметь более шансов выжить и, таким образом, подвергнется естественному отбору. В силу строгого принципа наследственности отобранная разновидность будет стремиться размножаться в своей новой и измененной форме».

Революционность Дарвиновской формулировки главной причины эволюции в том, что он не приписывает природе никаких новых свойств, а исходит из уже имеющихся и наблюдаемых фактов. Такой подход свойственен наукам. Поэтому биология справедливо считается наукой, а Ч. Дарвин заложил камень в её основание.

Естественный отбор

Естественный отбор, или выживание наиболее приспособленных, представляет собой сохранение и распространение в популяции полезных индивидуальных свойств (адаптаций) и уничтожение вредных. Изменения, нейтральные по своей ценности (неполезные и невредные), не подвергаются в популяции действию отбора, а представляют непостоянный, колеблющийся элемент изменчивости.

Отсюда следует, что естественный отбор является фактором полезным не для отдельных организмов, рассматриваемых изолированно друг от друга, но лишь для их совокупностей, т. е. популяций. Дарвиновский отбор это отбор индивидуальный, отбор индивидуумов в популяции.

Для сохранения вида жизнь данной особи важна лишь постольку, поскольку она участвует (прямо или косвенно) в процессе воспроизводства поколений.

Половой отбор, как частный случай естественного отбора, как раз и действует на признаки, связанные с различными аспектами этой важнейшей функции (взаимное обнаружение особей противоположного пола, половая стимуляция партнера, конкуренция между особями одного пола при выборе полового партнера и т. п.).

Естественный отбор осуществляется в результате борьбы за существование, понимаемой в широком смысле слова. Это не только прямое столкновение в борьбе за жизнь, но и разные способы конкуренции за необходимые и ограниченные ресурсы, за право оставить потомство (половой отбор).

Дарвин включал в понятие «существование» не только жизнь данной особи, но и успех ее в оставлении потомства.

Словом «борьба» обозначалась не столько борьба как таковая (т.е. как прямое столкновение), сколько конкуренция, часто происходящая в пассивной форме. В сущности, Дарвин понимал под борьбой за существование совокупность всех сложных взаимодействий между организмом и внешней средой, определяющих успех или неудачу данной особи, в ее выживании и оставлении потомства. Если, например, рассматривать модель взаимоотношений между видом-хищником и видом-жертвой (скажем, лисы и зайцы), то, по Дарвину, важнейшим фактором, определяющим отбор, будет для лис конкуренция между разными лисами, а для зайцев — между самими зайцами.

Борьба за сосуществование имеет 3 вектора — конкуренция с особями своего вида, конкуренция за выживание с хищниками и другими видами, борьба с внешними климатическими условиями.

Дарвин подчеркивал, что естественный отбор должен действовать с гораздо большей эффективностью, чем искусственный, поскольку:

во-первых, природа располагает неизмеримо большим временем, чем человек;

во-вторых, человек, ведущий искусственный отбор, обращает внимание главным образом на внешние признаки животных и растений, тогда как для естественного отбора важна любая особенность организмов;

в-третьих, искусственный отбор ведется для нужд человека, а естественный отбирает признаки, важные для самого организма;

в-четвертых, естественный отбор действует гораздо более жестко, так как человек обычно не истребляет всех менее пригодных домашних животных, сохраняя их для различных нужд.

Все это в совокупности подчеркивает огромные творческие возможности естественного отбора.

Изменчивость видов

Кроме естественного отбора вторым непременным атрибутом любой биологической эволюции является изменчивость особей одного вида. Дарвин собрал многочисленные данные, свидетельствующие о том, что изменчивость самых различных видов организмов в природе очень велика, а ее формы принципиально сходны с формами изменчивости домашних животных и растений. При построении своей схемы эволюционирования видов, Ч. Дарвин исходил из наличия изменчивости, но не дал и не мог дать обоснования причин её появления.

Объяснил наличие изменчивости А. Вейсман, выдвинув свою теорию зародышевой плазмы, близкую к современному толкованию явления, предложенному позже генетикой.

Если бы изменчивости не было, все члены популяции были бы идентичны, то естественному отбору не за что было бы «зацепиться». Эволюция была бы невозможной. Такое наблюдается в онтогенезе, о котором в следующих главах.

Наследственность, «кошмар» Дженкина

Любая эволюция живого, как сейчас известно, имеет 3 непременных атрибута или обязательных условия (изменчивость вида, отбор и наследственность). Ч. Дарвин открыл 2 из них: естественный отбор, который считается главным эволюционным фактором и изменчивость вида. Объяснение изменчивости вида предложил А. Вейсман в 1886г. в своих статьях о зародышевой плазме.

Теория наследственности разработана позже в рамках популяционной генетики, основы которой заложил Г. Мендель

(1866г.).

Для корректного обоснования биологической эволюции, кроме изменчивости видов и естественного отбора, необходима правильная теория наследственности. Ведь одобренные отбором признаки должны передаваться потомкам. Они и передаются, но механизм этой передачи был неизвестен в то время, когда не было правильной теории наследования.

В биологии XIX века полагалось, что наследственный материал отца смешивается с наследственным материалом матери, порождая потомка (теория слитной наследственности) у которого наследственность представлялась как «среднее арифметическое» наследственного материала отца и матери. Например, растение с красным цветком и растение с белым рождают растение с розовым цветком, у высокого отца и низкорослой матери рождается ребёнок среднего роста и т. д.

Такая теория наследования не в состоянии правильно объяснить передачу отобранных признаков в следующее поколение.

Вот на этот недостаток Дарвинизма указал не биолог, а англо-шотландский инженер, экономист, преподаватель, филолог, критик, актёр, драматург и художник Дженкин.

(Генри Чарльз Флеминг Дженкин (1833 -1885). В июне 1867 года в журнале «North British Review» вышла в свет статья Дженкина под названием «Происхождение видов», где критиковалась идея естественного отбора как механизма эволюции).

Дженкин был не прав в критике естественного отбора. Его аргументы указывали на то, что не было в то время правильной теории наследственности. Если же использовать принятые тогда взгляды на наследственность, то его аргументы казались логичными. Созданная позже популяционная генетика смогла ответить на возражения Дженкина и с другой стороны дала третью необходимую опору эволюционному учению.

Суть критики сводилась к тому, что при свободном скрещивании двух особей (а только так и происходит в природе) полезное свойство, выделенное отбором, быстро элиминируется, т.е. исчезает, растворяясь в массе других неполезных для популяции свойств при дальнейших многочисленных скрещиваниях в соответствии с принятой тогда слитной теорией наследственности.

Предположим, что в популяции появилась особь с более удачным для выживания и размножения признаком, чем у существующих особей. Но скрещиваться данная особь будет только с особями с «нормальными» признаками. Поэтому через несколько поколений удачное новоприобретение неизбежно будет разбавляться и поглотится «болотом» обычных признаков.

Ознакомившись с возражениями Дженкина, Дарвин счёл, что их правильность «едва ли может быть подвергнута сомнению» и называл их «кошмаром Дженкина». В письме своему другу ботанику Джозефу Хукеру от 7 августа 1869 года Дарвин писал о статье Дженкина: «Знаете, я почувствовал себя очень приниженным, закончив чтение статьи».

1.4 Дарвинизм и генетика

Для того, чтобы ответить на возражение Дженкина, нужно понимать внутреннюю причину изменчивости вида, и механизм наследственности. Ч. Дарвин только констатировал наличие изменчивости видов. Некоторые считают, что если бы Дарвин прочел статью Г. Менделя (возможно, он её и читал), то он смог бы ответить на критику Дженкина. Но это не так. Ведь понадобилось около 70 лет, чтобы создав популяционную генетику, разобраться с наследованием.

Зарождение генетики

Г. Мендель опубликовал результаты своих опытов и размышлений в 1866 г. в работе «Versuche über Pflanzen-Hybriden» («Опыты с гибридами растений») Однако в свое время статья не получила положительных отзывов и была забыта. Может быть потому, что имела такое скучное название. Если бы она называлась: «Законы наследования гороха при гибридизации», возможно, её не постигло бы забвение на 35 лет. Решение проблемы наследования в то время уже назрело. Опыты с горохом принесли Г. Менделю титул «Отца генетики», но, к сожалению, только после его смерти.

Законы Г. Менделя сами по себе не дают ответа на возражения Дженкина, потому что это только статистические закономерности для гибридов гороха. Но они показывают, что изменчивость возникает не случайно, что она связана с механизмом наследственности.

Понадобилось время, и усилия многих ученых, чтобы разработать в рамках популяционной генетики соответствующие механизмы наследственности. Потребовалось время, чтобы осознать, что законы генетики действуют как в растительном мире, так и мире многоклеточных живых организмов, что они являются универсальными.

В 1886 году (через 20 лет после Менделя) А. Вейсман предложил теорию зародышевой плазмы, которая неплохо объясняла природу изменчивости.

Зародышевая плазма Вейсмана это половые клетки, которые в процессе создания меняются случайным образом, уменьшая вдвое число хромосом. Так Вейсман описывал процесс возникновения половых клеток, который сейчас именуется мейозом, в котором из обычных (соматических) клеток образуются половые, при этом случайным образом происходят хромосомные перестройки, определяющие наследственность половых клеток (гамет). Создаваемые в этом процессе комбинаторные различия половых клеток и создают изменчивость организмов в популяции. Число возможных комбинаций генов в зиготе (оплодотворённой половой клетке) теоретически превышает число атомов во вселенной.

Изменения же в обычных клетках не могут влиять на наследственность. Так в экспериментах Вейсмана на протяжении 22 поколений крысам отрубались хвосты, но у потомков хвосты не укорачивались и отрастали обычной длины. Потому, как отрубание хвоста не меняет состав хромосом.

Было доказано, что приобретённые организмом в течение жизни свойства не передаются по наследству.

Что и как передаётся по наследству, было выявлено позже с разработкой популяционной генетики.

А. Вейсман «ясно доказал несостоятельность одного из основных принципов ламаркизма» (И. И. Шмальгаузен, 1939). Однако, несмотря на отсутствие убедительной теории, ламаркизм (в виде веры в возможность передачи приобретённых признаков по наследству) продолжал и продолжает существовать, как укоренившийся предрассудок. Предсказание Вейсмана, что зародышевая плазма сосредоточена в хромосомах (по Вейсману — идантах), также оправдалось.

Опьяненные крупными успехами, ведущие представители генетики заняли высокомерно-враждебную позицию по отношению к предшествующей эволюционной теории. Дарвинизм также оказывался излишним. Ему противопоставлялся Менделизм как «точное учение о наследственности». А дарвинизм, уже воспринимался как пережиток «романтической эпохи парусных кораблей и веры в чудесную силу естественного отбора» (W. Bateson, 1914).

Сперва это выражалось в «чудовищных претензиях генетиков» на объяснение эволюции, позднее в претензии на единственно научную основу селекции.

Синтез генетики и дарвинизма

Однако, в конце концов, биологами было осознано, что генетика не противоречит дарвинизму, а может его дополнить, обосновав многие наблюдаемые в эволюции факты.

Сергей Сергеевич Четвериков (1880—1959) — русский и советский биолог, генетик-эволюционист, сделал первые шаги в направлении синтеза менделевской генетики и эволюционной теории Чарльза Дарвина.

Он раньше других учёных организовал экспериментальное изучение наследственных свойств у естественных популяций животных. Работы С. Четверикова, особенно его основной труд «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики», опубликованный в 1926 году, легли в основу синтетической теории эволюции.

В этой работе было показано, что между данными генетики и эволюционной теорией нет никакого противоречия. Напротив, данные генетики должны быть положены в основу учения об изменчивости и стать ключом к пониманию процесса эволюции.

Четвериков, пользуясь теоремой Харди-Вайнберга и некоторыми логическими заключениями, доказал, что мутации в природных популяциях животных не исчезают, могут накапливаться в скрытом (гетерозиготном) состоянии и давать материал для изменчивости и естественного отбора. Таким образом, Четверикову удалось связать эволюционное учение Дарвина и законы наследственности, установленные генетикой.

Эта статья С. С. Четверикова (1926) в настоящее время рассматривается как основополагающая работа для развития новой отрасли науки — эволюционной (и популяционной) генетики. Она считается важнейшей вехой в развитии эволюционной теории.

Естественно, что в 1929г. С. Четверикова затронул молох сталинских репрессий, особенно учитывая его непролетарское происхождение. Его происхождение без всяких документов можно понять по приведённой фотографии. В результате чего, он после 3 месяцев Бутырки был сослан на 3 года в Свердловск (Екатеринбург) с ограничением в дальнейшем его возможного места жительства.

Современное эволюционное учение имеет по существу трех отцов основателей.

1. Ч. Дарвина, как человека, первым выдвинувшим теорию естественного отбора, как главную действующую силу эволюции. Надо понимать, что какие бы манипуляции не совершались с генами, если они не будут одобрены отбором, эволюция вида происходить не будет.

2. А. Вейсмана, который в 1886 году предложил теорию зародышевой плазмы, объяснившей причины изменчивости свойств индивидуумов внутри популяции.

3. Г. Менделя, как первооткрывателя генетики, открывшего общие количественные статистические закономерности наследования в популяциях.

1.5 Синтетическая  теория  эволюции.

В этой главе в конспективной форме будут затронуты некоторые вопросы современного понимания биологии многоклеточных организмов.

Жизнь является процессом гомеостаза, а эволюция развертыванием этого процесса во времени.

Гомеоста́з — саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия.

Стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды.

Гомеостаз популяции — способность популяции поддерживать определённую численность своих особей длительное время.

Три  краеугольных  камня    в  основе   современного  учения  о  эволюции:  естественный  отбор,  изменчивость  видов,  наследование  отобранных  признаков.

Изменчивость и наследование обеспечиваются генами, являющимися фрагментами молекулы ДНК. 46 таких отрезков ДНК находятся в ядре почти каждой клетки нашего организма. Поэтому важнейшей частью СТЭ является учение о генах. Замечательное свойство молекулы ДНК в том, что она может воспроизводить самоё себя (реплицироваться).

Рост многоклеточных организмов происходит путем деления клеток и дальнейшего их роста. Когда клетка делится пополам, ДНК ядра при этом не делится, а удваивается (реплицируется) и таким образом в обоих ядрах разделившейся клетки оказываются одинаковые ДНК. Такой процесс деления клеток называется митозом. ДНК содержит инструкции по построению молекул белков, которые составляют основу нашего организма. Но в этих инструкциях нет ничего по построению всего организма или каких то его частей.

ДНК, ген, хромосома

Молекула ДНК — обеспечивает хранение, передачу из поколения в поколение биологической информации в виде генетического кода, состоящего из последовательности нуклеотидов.

Нуклеотидные информационные блоки, входящие в состав ДНК и несущие генетический код бывают только четырех типов, сокращенно обозначаются буквами Г, Ц, А, Т. (молекулы Гуанина, Цитозина, Аденина, Тимина). Они одинаковы у всех животных и растений. Различна лишь их последовательность, которая собственно и переносит информацию. Последовательность этих нуклеотидов у данного человека отличается не только от их последовательности у улитки. Она отличается также, хотя и в меньшей степени, от последовательности блоков у любого другого человека.

В ядре клетки гены располагаются на отдельных хромосомах, которые состоят из молекулы ДНК, и множества вспомогательных белков, которые помогают правильно упаковывать ДНК, «считывать» с нее информацию, размножать и т. д. Под микроскопом они имеют вид длинных нитей, в которых в определенном порядке расположены гены (участки хромосом).

В ядре клетки человека содержатся 2 набора по 23 хромосомы (геном). Двадцать третьи хромосомы определяет пол. У женщин это две Х хромосомы, а у мужчин одна Х и одна Y хромосома.

Каждой хромосоме одного набора соответствует хромосома другого набора, имеющая такой же функционал. Такие хромосомы называют гомологичными.

Ген это неделимая порция генетической информации, заключенная в рамки считывания. Разные клетки организма должны синтезировать разные типы белков. Например, клетки кишечника производят белки, которые позволяют переваривать пищу, клетки яичников синтезируют белки для половых гормонов, а лейкоциты вырабатывают белки для борьбы с микробами. Все эти клетки содержат все гены генома, даже те, которые им никогда не понадобятся. Однако считываются только гены, необходимые конкретным клеткам В начале гена расположены короткие последовательности оснований, помогающие белковым считывающим комплексам клетки (ферментам) находить начало гена на хромосоме, опознавать ген (свой чужой для данной клетки). Таким образом белки определяют гены, которые нужно считывать, а эти гены управляют образованием новых белков. На считывание гена влияют условия среды вокруг клетки. Сигнальные молекулы, состояние которых определяется средой, связываются с управляющей последовательностью гена (промотор), который может отменить считывание в зависимости от состояния среды. Копирование информации с ДНК на мРНК называется транскрипцией.

Каждому гену на одной хромосоме соответствует ген на второй гомологичной хромосоме. Если эти гомологичные гены не полностью одинаковые, то они называются аллелями. Аллель это вариант гена.

Если в генотипе особи два гомологичных гена полностью идентичны, то он называется гомозиготным по данному гену. В случае двух разных аллелей, генотип гетерозиготен по данному гену.

Подавляющее большинство генов эукариот имеет мозаичную структуру, в которой кодирующие участки прерываются некодирующими. Кодирующие участки занимают всего 1,5% ДНК. Некодирующие промежутки (интроны) содержатся и в самом теле гена и вне его.

Кроме того, некоторые гены перекрывыются, т.е. их части расположены на одном и том же участке ДНК. Есть также гены, расположенные внутри другого гена, использующие кодирующие участки более длинного гена.

Поэтому ген понимается как открытые рамки считывания на хромосоме от стартового кодона до стоп кодона.

Гены, Генетический код, доминирование

Ген — участок молекулы ДНК, имеющей определенную последовательность нуклеотидов, имеет определённый функционал и место (локус) в хромосоме.

Гены являются достаточно стабильными образованиями.

В 1929—1934 гг. Н. П. Дубинин, А. С. Серебровский и др. впервые выдвинули и экспериментально подтвердили идею о сложном строении гена. Оказалось, что ген представляет систему со своей особой внутренней организацией и сложностью функций. Ранее считалось, что при взаимодействии двух аллелей, т. е. двух различных форм одного и того же гена, проявление одного аллеля может быть определено как доминантное, как промежуточное либо как рецессивное.

При изучении взаимодействия аллелей в занимаемом геном участке хромосомы (локусе) у дрозофил авторы обнаружили, что по одной группе признаков данный аллель рецессивен, а по другой — доминантен.

Все это свидетельствовало о том, что расположенные в пределах гена участки могут мутировать независимо, и разные части мутируют с разной частотой, некоторые из них обладают максимальной мутабельностью, являясь внутри гена как бы «горячими точками».

Таким образом, ген первично сложен, поскольку действие гена. в целом обусловливается интеграцией функций его отдельных частей.

В качестве строительного материала клеток используются 20 аминокислот. Установление однозначной связи между 4 кодирующими нуклеотидами и 20 аминокислотами осуществляется триплетами нуклеотидов. Триплет, это три нуклеотида, составляющие одну букву генетического алфавита (Кодон). Необходимость использования триплетов в генетическом коде следует из простых соображений. Число сочетаний из 4 элементов по 2 (дуплет) только 16. Этого не хватит, чтобы установить однозначное соответствие между нуклеотидами и аминокислотами (строительными блоками). Число же сочетаний из 4 элементов по 3 составляет 64. Это достаточное и даже избыточное количество комбинаций для установления соответствия между нуклеотидами и аминокислотами. Поэтому одной и той же аминокислоте могут соответствовать разные триплеты. Такой код называют вырожденным. Это показано ниже в таблице генетического кода. Соображения о генетическом коде были впервые высказаны великим физиком теоретиком Гамовым.

Эта таблица жизни устанавливает связь между нуклеотидами (U,C,A,G) и 20 аминокислотами из которых строятся белки.

На ДНК как на матрице синтезируются молекулы мРНК, которые используются в клетке для осуществления переноса информации из ядра, через ядерную мембрану в область метаболизма, т.е внутриклеточную область вокруг ядра.

Так как на ДНК много некодирующих последовательностей, то РНК являющаяся копией, сначала подвергается процессу вырезания интронов и склеиванию отдельных кодирующих частей (созревание РНК), чтобы последовательность аминокислот при построении белка соответствовала последовательности переданной с помощью генетического кода.

Процесс построения белков на рибосоме (белковый комплекс) с помощью информации перенесённой мРНК называется трансляцией. Это превращение генетической информации (порядка аминокислот) и самих аминокислот как субстрата в белки.

Сами гены ничего не строят. Включение генов в работу, или как говорят генетики экспрессия генов, это оборот речи. Гены никуда не включаются и в работу не вступают. Экспрессия гена заключается в том, что информация с него начинает считываться.

Один из двух гомологичных аллелей гена на хромосоме, когда они разные, может показать себя доминирующим, другой рецессивным. В этом случае участвует в производстве белков только один доминантный ген. Мендель полагал, что так бывает всегда. Выше показано, что на самом деле это только простейшая модель, которая, однако, часто объясняет происходящее. Во всяком случае, доминантность не есть присущее гену свойство, оно в значительной степени зависит от всей генной обстановки. Рецессивный в некоторых процессах ген, в других может проявлять себя доминантным. Ведь гены часто работают вместе в разных сочетаниях.

Во многих случаев полного доминирования одного аллеля не наблюдается, и оба аллеля участвуют в строительстве белка.

При кодоминировании, в отличие от неполного доминирования, у гетерозигот, признаки, за которые отвечает каждый из аллелей, проявляются одновременно и в полной мере. Т.е. работают по мере сил оба аллеля. В качестве примера окраска лепестков родендрона.

Фенотипическое проявление кодоминирования на примере цветка родендрона.

Окраска каждого лепестка результат действия сразу двух гомологичных аллелей. Один из них окрашивает в белый цвет, другой в розовый.

Полимерия генов

Вначале генетики полагали, что гены, определяющие развитие самых различных признаков, мирно уживаются в хромосоме рядом, как бусинки на нитке. Могло сложиться впечатление (а у некоторых оно и сложилось), будто организм — не что иное, как мозаика признаков, каждый из которых независим от других и определяется одним геном.

Это наивное представление было опровергнуто работами известного шведского генетика Г. Нильсон-Эле еще в 1908 году. Изучая гибриды между различными расами пшениц, Нильсон-Эле установил, что многие признаки, например окраска зерен, определяются не одним, а многими генами. В зависимости от сочетания таких полимерных генов признак может иметь разную интенсивность. Полимерия генов распространена чрезвычайно широко, что вполне объяснимо.

Понятие «признак» весьма условно. Чем сложнее та особенность структуры, которую мы называем этим расплывчатым термином, тем большее количество генов ответственно за ее проявление.

Пигментация кожи у человека также полимерный признак, поэтому у супружеской пары — негра и белой женщины могут рождаться дети-мулаты с самыми разнообразными вариациями цвета кожи: от черной до почти белой. В случае, если бы цвет кожи определялся единственным геном, то он мог бы быть только чёрным или только белым, в зависимости от того какой аллель является доминирующим. Но всё оказывается намного сложнее.

Существенное значение полимерность имеет для эволюции. Если признак определяется многими генами, он становится гораздо более стабильным, чем если бы определялся одним. Организм без полимерных генов был бы крайне неустойчивым; любая рекомбинация приводила бы к резкой изменчивости, что в большинстве случаев невыгодно.

Эволюционировать такому виду было бы так же трудно, как нам написать картину, пользуясь только черной и белой красками, не смешивая их. Полимерия генов, определяющих количественные признаки, и дает всю гамму оттенков изменчивости. Скачки и метания взаимоисключающих одиночных аллелей заменяются плавными, постепенными переходами.

Законы генетики устанавливают некоторые количественные закономерности наследования и изменчивости при принятых постулатах. Постулаты эти основаны на наблюдении. Законы генетики позволяют объяснить многое из наблюдаемого в эволюционном процессе, устанавливать степень генетического родства таксонов, использовать потенциал генетических знаний для целей здравоохранения и селекции.

Но генетика, например, не объясняет и не может объяснить, почему некоторые гены являются доминантными, а другие рецессивными. Сам ген это сложное образование и его внутренние свойства влияют на проявление доминантности. Вообще, это вопрос молекулярной биологии.

Генетика это модель, использующая некий математический аппарат при принятых допущениях. Он включает комбинаторику, теорию вероятностей, статистику и прочие известные в математике инструменты.

Объяснение генетических догм (постулатов) должно быть дано на уровне химических реакций, ведь ДНК это просто молекула и, значит, её поведение может объясняться законами химии. Т.е получается, что объяснение и уточнение области применения догм генетики задача молекулярной биологии. Наверняка, принятые догмы не абсолютны и, значит, в биологическую науку будут вноситься дополнения и изменения.

Изменчивость и наследственность

Теперь, когда мы познакомились с некоторыми определениями генетики, можно порассуждать об основных факторах эволюции: изменчивости видов, наследственности и естественном отборе.

Изменчивость и наследственность обеспечиваются генами в процессе образования половых клеток и самим механизмом полового процесса.

Мейоз — это особый способ деления эукариотических клеток, при котором число хромосом в клетке уменьшается в два раза (от древнегреч. «мейон» — меньше — и от «мейозис» — уменьшение). В процессе мейоза из соматических (обычных) клеток происходит образование половых клеток, путем расхождение гомологичных хромосом в разные клетки. В этом процессе соматические клетки с двойным набором хромосом превращаются в клетки половые (гаметы) с одинарным набором хромосом.

В процессе мейоза в случайном порядке гомологичные хромосомы обмениваются частями (кроссинговер). Таким образом, каждая половая клетка (гамета) набором генов отличается от другой. Возникает комбинаторная изменчивость. Изменчивость оплодотворённой клетки (зиготы) еще увеличивается фактом неустранимой случайности при её создании из двух гамет. Ведь любой сперматозоид (мужская половая клетка), отличающиеся друг от друга генетическим набором, может первым достичь и внедрится в женскую половую клетку.

Случайный процесс образования генотипа оплодотворённой клетки (зиготы) и является причиной неодинаковости индивидуумов в популяции, причиной изменчивости. Но всё же генотип нового организма состоит только из генов родителей. Но так как они перетасованы кроссинговером и учитывая воздействие процессов развития плода, фенотип ребенка отличается от родителей.

Так как у родителей в геноме присутствуют гены от бабушек и дедушек ребенка, то сходства внешних и внутренних черт может наблюдаться и с ними. Комбинаторная изменчивость возникает из генов предков, а в более далекой перспективе из генофонда популяции.

Комбинаторная изменчивость определяет и пол ребёнка. Вспомним, что у человека 46 хромосом. Из них 22 пары (их называют аутосомами) одинаковы у обоих полов. Но, помимо 44 аутосом, женщины имеют 2 одинаковые X-хромосомы, а мужчины — X и Y хромосому. В половых клетках число хромосом уменьшается вдвое. Нетрудно сообразить, что яйцеклетки женщины всегда будут иметь, помимо 22 аутосом, одну X-хромосому, а спермии — или Х- или Y-хромосому. Спермий, несущий X-хромосому, сливаясь с яйцеклеткой, всегда дает зиготу (Оплодотворённую клетку) женского пола (восстанавливается набор XX). Спермий с Y-хромосомой, напротив, обусловит мужской пол (набор XY). Пол ребенка зависит от случайной  судьбы мужских сперматозоидов.  Женщина  здесь  как  постоянный,  не  варьируемый   фактор.

Другие   Факторы изменчивости.

Такими факторами являются:

1. Изменение фенотипа по сравнению с генотипом, вследствие изменения внешних условий развития. Представьте себе, что генотип это набор инструкций, задаваемый генами, а фенотип полученный результат.

Фенотип — совокупность внешних и внутренних признаков организма, приобретённых в результате онтогенеза (индивидуального развития). Фенотипическая изменчивость это результат воздействия среды в процессе развития. Даже у ребенка, делающего из песка куличи, не все они оказываются одинаково удачными, так как не весь песок имеет одинаковую влажность.

2. Изменения генофонда популяции, обусловленными мутациями, потоком и дрейфом генов.

Мутации (случайные изменения) генов, которые редко (примерно 1случай на миллион), но происходят и проявляются при образовании половых клеток из соматических. Это редкий процесс дает весьма малый вклад в изменчивость. Тем более, что отбором большинство мутаций выбраковывается, как неполезные для вида. Сохраняется в скрытом состоянии нейтральные и полезные мутации, обычно в виде рецессивных аллелей генов.

Но на длинных, эволюционных промежутках времени, вклад мутаций в пополнение генофонда новыми аллелями существенен, так как тем самым, увеличиваются возможности адаптирования вида.

Поток генов — это изменение частот генов в генофонде популяции под влиянием миграции особей, кочевок, перелетов, переноса пыльцы и семян ветром, насекомыми. Популяция может приобрести новый аллель не в результате мутации, а в результате иммиграции — вселения в данную популяцию из соседней носителя нового гена. Значение этого процесса отметил еще Дарвин: «Скрещивание играет важную роль в природе, так как поддерживает однообразие и постоянство признаков у особей одного и того же вида».

Дрейф генов — это сдвиг частот генов при уменьшении численности популяции. В большой популяции, однажды возникший, в результате мутации аллель остаётся в ней почти навсегда. Но когда численность популяции сокращается, то возможна потеря некоторых генов. Это фильтр «бутылочного горлышка».

Сдвиг частот происходит автоматически в случайную сторону. Некоторые аллели могут вообще пропадать в популяции. Это делает популяцию более однородной. Гетерозиготную по какому-нибудь аллелю популяцию фильтр «бутылочное горлышко» может сделать гомозиготной.

Закон Харди — Вайнберга

Лишь на рубеже XIX и XX вв. в изучении наследственности организмов были достигнуты первые существенные успехи. Сложились представления о дискретном характере наследственности. Были открыты гены, контролирующие наследование различных признаков.

Гены сотрудничают и взаимодействуют как между собой, так и с внешней средой неимоверно сложными способами. Такие выражения, как «ген длинных ног» или «ген альтруистичного поведения» — удобные обороты речи, однако важно понимать, что они означают. Нет такого гена, который сам по себе создает длинную или короткую ногу. Построение ноги требует совместного действия множества генов.

Новые признаки не могут раствориться в прежнем состоянии, потому, что их возникновение обусловлено изменениями отдельных генов, которые хотя и взаимодействуют друг с другом, но не сливаются и не разбавляют друг друга из за неделимого строения генов.

Всякое изменение гена (мутация), раз появившись и выдержав «проверку отбором на жизнеспособность», сохраняется и постепенно распространяется в популяциях данного вида, если изменение одобряется отбором. Большая часть мутаций не поддерживается отбором, но нейтральные к отбору аллели сохраняются обычно в рецессивном виде и не проявляются в фенотипе.

Новый признак (новый вариант гена — аллель) входит в генофонд вида — сумму всей наследственной информации всех особей данного вида.

В 1906 г. Д. Харди и В. Вайнберг математически доказали, что при свободном скрещивании особей в бесконечно большой популяции организмов данного вида частота встречаемости различных генов остается из поколения в поколение постоянной при отсутствии влияния каких-либо внешних факторов (действия отбора, возникновения мутаций, потока генов из вне).

Следствием этого правила Харди — Вайнберга является невозможность бесследной потери каких бы то ни было новых мутаций из генофонда БОЛЬШОЙ популяции.

С другой стороны, при уменьшении численности популяции в неблагоприятных условиях некоторые гены в ней теряются в большей мере, чем другие. Это означает с точки зрения генетики, что происходит эволюция популяции, уменьшаясь по численности популяция становится более однородной.

Достаточно крупные популяции со случайным скрещиванием составляющих их особей вполне обычны, и в таких популяциях проявляется тенденция к сохранению генетического равновесия в соответствии с правилом Харди-Вайнберга.

Этот фильтр, возникающий при уменьшении численности популяции, называют прохождением через «бутылочное горлышко». Далее численность популяции этого вида может снова возрасти, но она окажется более однородной. Так происходило и с видом HOMO SAPIENS, когда его численность уменьшалась по некоторым оценкам до десяти тысяч.

Синтетическая теория эволюции это строящееся здание, она ответила на множество вопросов, и постоянно развивается. Есть вопросы, на которые она пока не может ответить. Её рано списывать. Возможно, со временем она подвергнется существенной перестройке. Но подобное положение можно отметить в любой науке.

1.6 Алгоритм биологической эволюции

Эволюция не создает новых конструкций «с чистого листа», она меняет старые конструкции так, чтобы каждый этап этих изменений был приспособительным. Эволюция действует «Шаг за шагом» и любой шаг должен повышать приспособленность её носителей или, хотя бы, не снижать её.

Представим себе поверхность с множеством впадин и возвышенностей.  Начав поиск наиболее высокого места на этой поверхности, мы выберем такой алгоритм — перемещаемся по поверхности за каждый шаг на небольшое расстояние в любую сторону, но только так, чтобы в результате этого шага оказаться в месте, которое, по крайней мере не ниже предыдущего. Если двигаться достаточно долго придерживаясь этого нехитрого правила, то, в конце концов, придем в некоторое высокое место, из которого любой шаг в любую сторону приведет в более низкое место. Это означает, что найден локальный максимум.

Это своеобразный тупик, если пользоваться дальше этим алгоритмом. А отбор построен на этом алгоритме. Этот максимум не географический. Это максимум какого то важного свойства для живого существа. Например, максимум пищи.

Так как виду, попавшему в эту позицию, через какое то время может стать некомфортно, то он вымрет, так как выйти, чтобы адаптироваться, он по понятным причинам не может.

Эволюция же не останавливается, движет другие виды таким же путём из других точек. Так постепенно заполняются экологические ниши весьма причудливыми способами.

Никакой справедливости в эволюции нет. Никому не жалко вымерших видов. Никто не подбирает «раненых на поле боя бойцов». Так устроена природа. Но из этого вовсе не следует, что и мы в социальной эволюции должны поступать подобным образом.

Эволюция не умеет по-другому, а у человека есть разум и есть

возможности поступать по-другому. Но куда это приведёт, в конечном счете, тоже неизвестно. У человека есть совесть, ему будет стыдно, если его недостаточно продуманные действия заведут всех в тупик. А эволюция безжалостна. Ей легче.

Ричард Эрнст Беллман (1920—1984)

Эта идея поиска, двигаясь «шаг за шагом» использована американским математиком Р. Беллманом, работавшим по заказу ВВС США в созданном им разделе математики (Беллман Р. Динамическое программирование. — М.: Изд-во иностранной литературы, 1960)

Но он оказался не первым, открывшим этот алгоритм, природа нашла его раньше. Правда, Р. Белман сформулировал эту оптимизационную задачу в более общей форме в виде последовательности рекурсивных вычислений. Решая сначала простую задачу, а затем всё более сложные, но однотипные, в которые включены уже оптимизированные простые, т.е., выполняя рекурсивную процедуру, находится решение по оптимизации некоторой задачи.

Таким образом, отбор не есть случайное блуждание, а весьма эффективный алгоритм движения.

Такой сложный орган как зрение, как показало компьютерное моделирование, может быть сформирован отбором, использующим этот алгоритм за полмиллиона лет, при среднем давлении отбора. Простым блужданием это невозможно сделать и за всё время существования вселенной.

Эта особенность эволюции ведет к неуклонному совершенствованию различных структур, что отмечал ещё Ч. Дарвин. Она же является причиной несовершенства многих адаптаций, странных несообразностей в строении живых организмов, связанных с зигзагами эволюционного пути.

1.7 Эволюция и самоорганизация

Появление в результате эволюции эукариотических клеток (клеток с ядром) позволило эволюции пойти по пути формирования многоклеточных организмов. Тут у теологов (приписывающих всякому движению цель) и креационистов (считающих, что всё сотворено Творцом), то есть у людей уверенных, что само собой ничего не может построиться, возникают большие сомнения, что естественные причины (отбор в данном случае) смогли сформировать наш прекрасный зелёный мир.

Почему собственно появились многоклеточные организмы? Они появились потому, что есть экологические ниши, которые одноклеточные занять не могут. А природа не терпит пустоты. (Это философский постулат, но он работает).

Природа стремится все пустоты, чем-нибудь заполнить. Если есть ниша, то эволюция пытается адаптировать некоторые организмы так, чтобы нишу заполнить. Если это удаётся, то появляется новый вид, в противном случае вид недостаточно адаптированный исчезает.

Выдвигая в качестве механизма эволюции «стремление природы к прогрессу», Ламарк исходил из интуитивного понимания прогресса, не давая этому термину никаких строгих научных определений. Такой подход не позволял развивать целостную модель эволюции живого вещества, был не конструктивным.

Самоорганизация

Сегодня появились новые представления. Одни авторы используют для них термин «самоорганизация», другие «синергетика». К концепции самоорганизации через разработку термодинамики открытых систем пришел бельгийский ученый Илья Пригожин. А термин «синергетика» ввел немецкий физик Герман Хакен. Слово «синергетика» древнегреческого происхождения, означает «сотрудничество, совместное действие».

Как синергетика, так и теория самоорганизации исследуют процессы самоорганизации и самодезорганизации в открытых системах физической, химической, биологической, экологической, социальной и другой природы.

Сегодня наука считает все известные системы от самых малых (элементарные частицы), до самых больших (Вселенная) — открытыми, обменивающимися энергией, (или) веществом и (либо) информацией с окружающей средой и находящимися, как правило, в состоянии, далеком от термодинамического равновесия. А развитие таких систем, как стало известно, протекает путем образования нарастающей упорядоченности. На такой основе возникло представление о самоорганизации материальных систем.

Если под термином «прогресс» понимать процессы самоорганизации живой материи, то можно сказать, что Ламарк интуитивно почувствовал их наличие. Впрочем, альтернативный подход к объяснению эволюционных изменений в виде «естественного отбора» Дарвина не противоречит принципам самоорганизации, приводит к наблюдаемому прогрессу живых систем, и кроме того является конструктивным.

Для самосборки и самоорганизации нужны определённые условия. Вода становится льдом, когда температура снижается до нуля градусов.

Возникновение упорядоченных сложных систем обусловлено рождением коллективных типов поведения под воздействием флуктуаций, их конкуренцией и отбором того типа поведения, который способствует выживанию систем в условиях конкуренции.

Как замечает сам Хакен, это приводит нас в определенном смысле, к своего рода обобщенному дарвинизму, действие которого распространяется не только на органический, но и на неорганический мир. Самоорганизация, по Г. Хакену, — это «спонтанное образование высокоупорядоченных структур из зародышей или даже из хаоса».

Самоорганизующиеся системы обретают присущие им структуры или функции без какого бы то ни было вмешательства извне.

Самоорганизующиеся системы способны сохранять внутреннюю устойчивость при воздействии внешней среды, они находят способы самосохранения, чтобы не разрушаться и даже улучшать свою структуру.

Эти же процессы работают и в социальных обществах, когда они самоорганизуются, когда из неорганизованной толпы появляются отдельные структуры. Однако некоторые исследователи этих процессов считают, что структуры уже существовали в коллективной памяти, не указывая однако, где эта память находится. Это конечно идеализм. Новые отношения возникают здесь и сейчас, но с учетом имеющейся ментальности людей. Онтогенез тоже можно рассматривать как процесс самосборки с учетом генетического кода, который определяет некоторую канву (рамку) в которой осуществляется самосборка.

В начале 70-х годов прошлого века И. Пригожину удалось разработать новую концепцию самоорганизации химических и физических систем.