Современный человек, в общем, знаком с понятием эволюции как процессом непрерывного развития жизни на планете. Обычно считают, что эволюция - это процесс приспособляемости и изменяемости всех форм живых организмов на протяжении их длительного существования. Можно много спорить о теориях происхождения жизни на планете, о том с чего же все началось. Но общепринятая концепция такова, именно ее все учат в школе. При этом что такое элементарная единица эволюции – индивид, группа организмов, вид, – знают и понимают далеко не все.
Развитие теории
При слове «эволюция» мы сразу вспоминаем Чарльза Дарвина (1809-1882). Но задолго до него идея постепенного развития жизни и такое понятие, как элементарная единица эволюции, появилось в философской мысли человечества. Но именно Чарльзу Дарвину принадлежит введение в научное сообщество... нет, не понятия эволюции, а тех движущих сил, которые приведут к значительным, иногда существенным изменениям организмов, что заканчиваются образованием новых видов. Видов как биологической общности организмов, сходных по целому комплексу признаков, способных к свободному скрещиванию с появлением репродуктивного потомства. Итак, предмет изучения данной статьи - определение наименьшей единицы, в которой может происходить длительное и качественное изменение, приводящее к появлению чего-то нового и отличного от родительских форм.
До Дарвина
Точка зрения на развитие органического мира, существовавшая до появления теории происхождения видов Дарвина, называется додарвиновской. Не вдаваясь в дебри эволюционного учения, господствующей теорией была теологическая (все от Бога) и теолого-натуралистическая (организмы стремятся к совершенствованию, что опять же от Бога). Эти теории элементарной единицей эволюции считают индивидуальную особь. Например, Жан Батист Ламарк (1744-1829) объяснял возникновение длинной шеи у жирафов их стремлением дотянуться до верхних веток и передачей такого стремления потомкам.
Революция Дарвина
Заслуга Чарльза Дарвина в том, что в своей работе «Происхождение видов» все немыслимое разнообразие живых форм на планете он объяснил результатом борьбы за существование, естественного отбора. А результатом этого процесса была победа наиболее сильных и приспособленных особей. Дарвин особо отметил, что элементарной единицей эволюции является группа особей, а не только единичные индивиды. Естественный отбор именно тогда работает, когда под его действие попадают как единичные особи, так и их природные группы. Именно в группе, по Дарвину, могут сохраняться признаки сегодня ненужные, но завтра ставшие решающими в приспособляемости организмов к постоянно меняющимся условиям жизни. У Дарвина такой группой является вид как элементарная единица эволюции.
Дарвинизм плюс генетика
Что не смог пояснить Чарльз Дарвин в своем «Происхождении…» так это как случайные изменения передаются и закрепляются в потомстве. Ведь особенные признаки должны размываться в процессе последовательной смены поколений. И вот именно в это время появляется наука генетика со своими законами наследования и рецессивными и доминантными аллелями, накопленными в группе организмов. Три закона общности первого поколения гибридов Г. Менделя, двойная спираль наследственной информации ДНК Дж. Уотсона и Ф. Крика, молекулярная биология и строение гена, развитие эмбриологии и цитологии, этологии и палеонтологии, биохимии и экологии – и на свет рождается синтетическая теория эволюции, господствующая в сегодняшней научной среде.
Симбиоз дарвинизма и современности
Синтетическая теория эволюции сформировалась в середине двадцатого века. Перечислить вклад всех биологов-эволюционистов в ее становление не хватит трех страниц. Отметим биологов С. С. Четверикова (1880-1959), Ф. Г. Доброжанского (1900-1975) и И. И. Шмальгаузена (1884-1963). Главный постулат теории - элементарной единицей эволюции является популяция как обособленная группа одного вида, живущая на одной территории и определенным образом изолированная от других популяций данного вида. Именно изоляция популяций (экологическая, географическая, репродуктивная) ведет к образованию новых видов. К объяснению механизмов этого видообразования подводит синтетическая теория эволюции определенными положениями, также объясняющими, почему именно популяцию считают элементарной единицей эволюции.
Основные положения синтетической теории эволюции
Данные, приведенные дальше, не претендуют на полную и исчерпывающую информацию о положениях современной теории, а рассматриваются в контексте постулата о том, что популяция - элементарная единица эволюции.
Русский биолог и генетик Н. В. Тимофеев-Ресовский (1900-1981) сформулировал основные положения СТЭ об элементарных единицах, явлениях и факторах биологической эволюции.
- Элементарная единица эволюции - это популяция.
- Явление эволюции в действии - это изменения генофонда (общего набора генов всех особей) популяции.
- Генофонд популяции – наследственный материал эволюции.
- Факторы эволюции - это мутационные процессы, изоляция, популяционные волны (колебания численности) и отбор.
Почему популяция
Только популяция как группа особей одного вида представляет единое образование, которое может существовать неопределенно долго как целостность в пространстве и времени. И только внутри это общности вероятность свободного скрещивания особей всегда выше, чем вероятность скрещивания особей из разных популяций. Только популяция отвечает требованиям эволюционного процесса, и поэтому именно она является элементарной единицей эволюции. Только внутри этой группы с различным набором генотипов у особей происходит отбор по фенотипическим признакам. Только в такой замкнутой системе может происходить закрепление фенотипически успешных для данных условий существования признаков в генотипе всей группы, в генофонде популяции. И, накапливаясь, в генофонде, изменять индивидуальные генотипы особей, приводя к фенотипическим (внешним) различиям.
Почему не вид - элементарная единица эволюции?
Вид можно считать также целостной замкнутой системой, существующей длительное время. Но каждый вид, населяя определенный ареал, распределяется по территории неравномерно. И каждая его часть – это популяция, которая теоретически может дать начало процессу видообразования. А может и не дать. Некоторые виды, например эндемики, вообще заселяют довольно ограниченные территории и представлены одной популяцией (арктический белый медведь или байкальская нерпа). А есть виды, например сорока обыкновенная, представленные сотнями популяций в самых разных концах света.
Почему отдельная особь не элементарная единица эволюции?
Эволюционный процесс подразумевает развитие и возникновение новых признаков и свойств организма, приводящих к его большей приспособленности. И тут необходима цепочка поколений – эволюционная история или эволюционная судьба. Один организм не существует сколько-нибудь длительное время, чтоб на протяжении жизни развить и закрепить признак. Поэтому и стадо или стая не может быть элементарной единицей – эта группа недостаточно изолирована и существует, как правило, не очень долгий срок в контексте количества поколений. Стоит заметить, что данное утверждение не совсем подходит к прокариотам (безъядерным) как простейшим с высокой скоростью размножения.
