Доказательства теории эволюции

ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ

Борис Ихлов

Этот космос, тот же самый для всех, не создал никто ни из богов, ни из людей, но он всегда был, есть и будет вечно живым огнем, мерами разгорающимся и мерами погасающим.
Гераклит (Антология мировой философии, т. I, ч. I, с. 275).

Эволюцией называются генетические изменения в популяциях организмов в течение поколений. Это процесс неслучайного отбора черт, повышающих выживаемость организмов.

Рождение теории эволюции

Эволюционизм как философское учение зародился ещё в Древней Греции: Анаксимандр и Демокрит высказывали идею о происхождении всех наземных животных от рыб, которые вышли из воды.
Анаксимандр говорил, что человек «вначале был подобен рыбе» (А. О. Маковельский, «Досократики». Казань, 1914, ч. 1, с. 39)
Ксенофан называл окаменелости в горных породах отпечатками древних морских организмов, а Эмпедокл первым обратил внимание на гомологию (сходство частей тела у разных видов, имеющих общее происхождение) и говорил о «выживании удачных сочетаний» среди случайных комбинаций частей тела.
В изложении Диодора Сицилийского, по Демокриту жизнь на Земле возникла из неживой, сначала Солнце нагрело Землю, «поверхность (еще полужидкой земли) вздулась, а некоторые влажные вещества вспучились во многих местах; в этих местах возникли гнилостные пузыри, покрытие тонкой кожицей…» При нагревании «они стали нести живой плод… оболочки лопнули под влиянием солнечного жара, и появились на свет различные виды животных» (Лурье С. Я. Демокрит. Тексты, Л.,  1970, с. 515)
Ксенофан сопоставлял окаменелости отпечаткам первобытных растений и животных. По Ксенофану сначала были только морские виды. Суша опускалась в океан, затем подымалась, отпечатки трупов окаменевали. Люди же появились только тогда, когда земля стала илом, и животные перешли из воды на сушу.
Фалес Милетский утверждал, что жизнь возникла из зародыша в океане.
Эмпедокл учил, что произошло несколько уничтожений и возрождений животных. Сначала в древнем океане плавали только части их тел. Мировая сила, любовь, их соединяла, уродливые соединения вымирали, как нежизнеспособные. После трех рождений появились современные виды.
Атеист Анаксагор высказал гипотезу о решающей роли руки в эволюции человека.
Аристотель в своей «Физике» приводит учение Демокрита (с которым не соглашается) – фактически о естественном отборе - то или иное строение видов возникает в результате случайных благоприятных совпадений, в силу естественной закономерности (там же, с. 31).
Тем не менее, сам отмечает: «Некоторые животные обладают свойствами человека и четвероногих, как, например, пификос, кебос и кинокефалос…» (Пификос, или питекос, — бесхвостая обезьяна, кебос — мартышка, кинокефалос — псоглавец — возможно, павиан.) И утверждает, что рыбы, моллюски, черви могли возникнуть из морского ила иди гниющего вещества. В целом Аристотель придерживается теории о самозарождении жизни.

Но на следующие два тысячелетия эволюционизм был отвергнут в пользу платоновского учения о природных объектах как несовершенных проявлениях идеальных форм (видов) Ив пользу телеологического подхода Аристотеля, согласно которому каждая вещь имеет своё предназначение в божественном космическом порядке.
Вплоть до середины XIX века биологи чётко разделяли всех живых существ на виды, которые считались сотворёнными богом и неизменными. Как заметил биолог Эрнст Майер, главной причиной, почему человечество так поздно открыло эволюцию, был эссенциализм, или вера в то, что сущность или категория первична по отношению к существованию и вещи. Действительно, если считать живых кроликов несовершенными приближениями идеального платоновского кролика или абстрактной идеи «кроликовости», вы не догадаетесь, что кролики могли постепенно эволюционировать от общего предка с зайцем.
Однако уже в XVI веке самопроизвольную изменчивость растений, приводящую к появлению новых видов, отметил средневековый немецкий философ Альберт Великий. Иоганн Бутео в работе 1559 года «Ноев ковчег, его форма и вместимость» привёл вычисления, которые показывали, что ковчег не мог вместить все виды известных животных. Бернар Палисси устроил в Париже в 1575 году выставку ископаемых, где впервые провёл их сравнение с современными животными, через пять лет объявил, что всё живое в природе находится «в вечной трансмутации», а ископаемые остатки рыб и моллюсков относятся к вымершим видам.
Трактат Мэтью Хэйла (1609-1676) «The Primitive Origination of Mankind Considered and Examined According to the Light of Nature», вероятно, был первой книгой об эволюции, в нем этот термин в применении к биологии употребляется впервые. Хэйл утверждал, что сотворены были архетипы, а всё разнообразие жизни развилось из них под влиянием многочисленных обстоятельств.

Многие современники Дарвина высказывали сходные версии развития живого мира, в т.ч. в России  - Карл Рулье. Причем Рулье пришел к выводам о роли естественного отбора в образовании видов намного раньше Дарвина. Его статья «О первом появлении растений и животных на земле» была опубликована в «Московских ведомостях» в начале 1852 г.
Ознакомившись с ней (а также с множеством доносов, где описывались лекции Рулье), министр просвещения князь П.А. Ширинский-Шихматов 18.1.1852 циркулярное письмо попечителю Московского учебного округа В.И. Назимову, в котором требовал приостановить преподавательскую деятельность безбожного профессора. "Рулье, можно подумать, Словно бы сам присутствовал при Творении — так уверенно излагает свою теорию", — иронизировал министр.
Началась травля ученого, к которой, кроме министерских и полицейских чиновников, подключились журналисты и церковники (напр., Московский митрополит Филарет (Дроздов)). Редактору «Московских ведомостей» был сделан строжайший выговор. Книга Рулье была задержана. Ректор и декан Московского университета получили предписание о «строгом и неупустительном наблюдении за университетскими лекциями» Рулье. Попечителю Московского учебного округа генералу В. И. Назимову было предложено «обращать особое внимание на преподавание этого профессора, посещая неожиданно и выслушивая внимательно его лекции». За профессором был установлен негласный надзор, его статьи не принимались в газеты, на лекциях появились тайные агенты, неустанно записывающие каждое слово Рулье.
Весной 1858 г. после четырех лет травли Карл Францевич скончался от инсульта.

Об эволюции, изменчивости организмов высказывались Гук, Лейбниц («Новые опыты о человеческом разуме»), Джон Рэй, Бюффон, Линней, Сент-Илер, К. Вольф, Ламарк. Гёте обнаружил у человека межчелюстную кость, что широко обсуждалось: оказалось, что человек родственен животным. И всем этим замечательным людям (конечно же, кроме Рулье) никто дурного слова не сказал.

В 1866 году «за изложение самых крайних материалистически взглядов» был наложен арест на книгу русского физиолога и мыслителя И. М. Сеченова «Рефлексы головного мозга», противоречившую религиозным представлениям о человеке и его душе. Петербургский митрополит Исидор попросил Синод сослать Сеченова «для усмирения и исправления» в Соловецкий монастырь «за предерзостное душепагубное и вредоносное учение». Впоследствии арест на книгу был снят, но до 1894 года она числилась в спецхране… простите, хуже: в списках книг, запрещенных для хранения в библиотеках. Самого Сеченова занесли в списки неблагонадежных, ему запретили читать лекции («Материалы по пересмотру действующих постановлений ценуры и печати». Ч. I, СПб, 1870, с. 499 – 505; В. Прокофьев, «Атеизм русских революционных демократов», М., 1965, с. 88)

Наконец, до и независимо от Дарвина теорию естественного отбора сформулировал английский зоолог и биогеограф Альфред Уоллес. Затем ученый, зная, что Дарвин занимается тем же, отправил ему рукопись. Именно ее и хотел представить Линнеевскому обществу сам Дарвин, что и сделал, однако его уговорили вдобавок сделать и краткое извлечение из сего собственного труда. Как заметил Энгельс в «Диалектике природы», Дарвин, в отличие от коллег, изложил теорию «наиболее связно». Еще бы, 20 лет работы.

Т.е. на самом деле следует говорить «теория Рулье-Дарвина-Уоллеса», как и «теория Гильберта-Эйнштейна», «преобразования Лоренца-Пуанкаре», «закон тяготения Гука-Ньютона», «счисление Ньютона-Лейбница», «вектор Умова-Пойнтинга», «испарение Грибова-Зельдовича-Старобинского-Хокинга», «радио Герца-Попова».

Опровержение критиков теории эволюции

Креационисты указывают на факт деградации многих видов, хотя марксисты говорят о всеобщем развитии как о восхождении от низшего к высшему.
Но регресс есть обязательная сторона прогресса. Потому и эволюция - не всегда улучшение. Есть множество организмов, которые совершенно не изменились: акулы, мхи, раки. Многие виды после изменений среды претерпели упрощение, например, паразиты. Дробление труда, конвейерная система тоже приводят к относительной деградации, в сравнении с ремесленниками типа создателя малахитовой шкатулки.

Креационисты утверждают, что не найдено подавляющее большинство переходных форм.
Дуэйн Т. Гиш является заместителем директора Института Креационных Исследований и профессором естественных наук в Институте Христианского Наследия в Калифорнии, образование – химик, доктор по биохимии, в палеонтологии и биологии не понимает ничего:
«Превращение беспозвоночных в позвоночных, рыбы в тетрапода (животное, опирающееся при передвижении на четыре конечности), и нелетающего животного в летающее - вот несколько примеров изменений, которые потребовали бы революции в строении. Такие превращения должны были оставить целые ряды четко определяемых переходных форм в хронике окаменелостей, если, конечно, изменения эти происходили эволюционным путем».

Но, в-первых, в реальности не существует конкретного момента, когда один вид переходит в другой, когда австралопитек превращается в человека, когда эмбрион становится ребёнком, а ребёнок – взрослым, и т.д.
Во-вторых, масса переходных форм вовсе не обязана окаменевать, а потом храниться миллионолетиями.
В свою очередь, археологи не в силах перекопать территории, ушедшие под воду, ставшие болотом, вечной мерзлотой или пустыней, покрытые джунглями или молодыми горами.
В-третьих, если в теории есть проблемы – это не означает, что теория неверна. Наука решает сама свои проблемы. Креационсты же не хотят ничего разрешать, не хотят ничего исследовать – им достаточно на все трудности махнуть рукой и объявить помыслом божьим.
В-четвертых, кто сказал, что эволюция линейна?
Но главное - переходные формы есть! Как раз для человека, хотя идеологи РПЦ утверждают обратное.

Поскольку общий предок человека и шимпанзе передвигался на четырёх конечностях, а мозг у него был не больше, чем у шимпанзе, согласно теории Дарвина в процессе эволюции должно было развиться прямохождение, а также должен был увеличиться объём мозга. Таким образом, должен был существовать один из трёх вариантов промежуточной формы: 1) Промежуточный размер мозга, развивающееся прямохождение; 2) размер мозга примерно как у шимпанзе, развитое прямохождение; 3) Большой мозг, прямохождение не развито.
У человекообразных сначала развилось прямохождение, затем началось существенное увеличение объёма мозга. У австралопитеков, живших 4-2 млн лет назад, объём мозга был около 400 см;, примерно как у шимпанзе. Человек умелый (Homo habilis) жил 2,4 - 1,4 млн лет назад, размер мозга у него был 500-640 см;. Человек работающий (Homo ergaster) жил 1,9 - 1,4 млн лет назад, размер мозга — 700-850 см;. Человек прямоходящий (Homo erectus) жил 1,4 - 0,2 млн лет назад, размер мозга - от 850 см; у ранних особей до 1100 см; у поздних. Гейдельбергский человек (Homo heidelbergensis) жил 600-350 тыс. лет назад, размер мозга составлял 1100 - 1400 см;. Неандертальцы жили 350 - 25 тыс. лет назад, размер мозга составлял 1200 - 1900 см;. 200 тысяч лет назад появился человек разумный (Homo sapiens), размер мозга людей составляет 1000 - 1850 см;. Не все перечисленные виды были непосредственными предками современных людей. Неандертальцы развивались параллельно с Homo sapiens, сожительствовали и скрещивались.  На примере этих видов можно видеть направление эволюции человекообразных.

Вторая переходная форма была обнаружена в Африке в 20-х гг. ХХ века, затем аналогичные останки, Люси (1974) и череп AL 444-2, человекообразное существо названо австралопитеком. Такие существа жили 2-4 млн лет назад на севере и востоке Африке. Объём мозга чуть больше, чем у шимпанзе. Строение черепа характерно для прямоходящих животных. В Танзании в окаменевшем вулканическом пепле были обнаружены следы, оставленные двуногими человекообразными. Возраст следов - 3,6 млн лет.
Возраст переходной формы между шимпанзе и австралопитеком, ардипитеком – 4,5 млн лет. Анализ скелета показал, что по земле ардипитеки передвигались на двух задних конечностях. Прямохождение слабо развито в сравнении с последующими человекоподобными (Википедия).
Есть и другие переходные формы. Вид Homo habilis (1,5 - 2.3 млн лет назад), а предшествовал виду Homo ergaster (1,8 млн лет назад) (время существования частично перекрывается, т.к. новый вид никогда не замещает вид предка мгновенно).

Но тогда должны быть не только переходные виды между переходными видами, но и непрерывный спектр переходных форм! – скажет креационист.
Не так. И быть такого не может. Конечно, с одной стороны, всего найденных останков человекообразных – порядка 103 - 104, а число трупов только Homo sapiens в поверхности земли к началу 60-х гг. прошлого века – 1011. Есть искушение заявить: ищите – и обрящете.
Но почему, повторим, изменения должны быть исчезающее малыми, почему мутации не могут привести к эволюционным скачкам, о которых пишет Дж.  Симпсон и которого цитирует Гиш? Например, Ст. Дж. Гулд и Н. Элдридж на основе данных об эволюции трилобитов девонского периода констатировали, что переходы шли скачками. Чередование стабильного состояния и быстрой смены они нарекли «прерывистым равновесием».

Есть еще доказательства.  В конце 1950-х — начале 1960-х годов известный советский биолог Г. Х. Шапошников провёл ряд опытов, в процессе которых проводилась смена кормовых растений у различных видов тлей. Во время опытов впервые наблюдалась репродуктивная изоляция использованных в эксперименте особей от исходной популяции, что свидетельствует об образовании нового вида. (Следовательно, генетически модифицированная соя меняет генотип человека, употребляющего ее в пищу.)

И еще масса доказательств эволюции – 1) сходство эмбриона (закон Бэра),
2) наличие рудиментов (хвостовые позвонки) и атавизмов (гомосексуализм),
3) быстрая эволюция ящериц в новых условиях,
4) развитие устойчивости к антибиотикам и пестицидам,
5) эволюция американской лошади,
6) гомологичность органов, морфологические, биогеографические доказательства и т.д.
7) Наконец,  2-я хромосома человека является результатом слияния двух хромосом обезьян; ближайший человеческий родственник, бонобо (карликовый шимпанзе), имеет практически идентичные находящимся во 2-й хромосоме человека последовательности ДНК, но они расположены на двух отдельных хромосомах.

Часто задают вопрос: почему человек и обезьяна выжили, а промежуточные формы — нет? Очевидно, что промежуточные формы вымерли вследствие естественного отбора.
В то же время на протяжении более 4 миллионов лет разные виды предков современного человека уживались вместе. Например, в Европе племена неандертальцев и кроманьонцев жили бок о бок на протяжении 30 тысяч лет.

«… Эволюционистам, - пишет сайт «Апологетика», - также будет сложно ответить на вопрос, почему как и якобы миллионы лет назад, в природе существуют амебы, рыбы, земноводные, обезьяны? Почему они остановились в своем эволюционном развитии? А если признать, что они до сих пор находятся в процессе эволюции, то тут же встанет вопрос о странном отсутствии живых промежуточных форм между ними. …»
Но кто сказал,
1) что в эволюции нет подчиненного ей момента стабильности?
2)  что отменено положение, что эволюция одного вида не может быть подавлена другим видом?
3) что наблюдаемый человеком период времени и есть период эволюции? Может быть, эти виды эволюционируют крайне медленно.

А вот на кишечных палочках эволюцию обнаружили, бактерии приспособились к такому питанию, которого раньше у них не было, приобрели способность усваивать цитрат. Группа Ричарда Ленски (Мичиганский университет) смоделировала процесс эволюции на примере кишечной палочки.
По данным о скоростях мутаций полная несовместимость геномов, делающая невозможным скрещивание, достигается в природе в среднем за 3 млн лет. Следовательно, наблюдение образования нового вида в естественных условиях в принципе возможно, но это редкое событие.

Тимирязев доказывал справедливость теории Дарвина на растениях. Он выделял несколько механизмов, с помощью которых лист адаптируется к неблагоприятным факторам, например, избыточному солнечному излучению или засухе.  Для защита от перегрева и излишнего испарения - изменение окраски. Белый восковой налёт, опушение или густой войлок волосков на поверхности листа отражают значительную часть солнечных лучей, приближая общий цвет к белому. Это аналогично тому, как люди в жару предпочитают светлую одежду. А также изменение положения листовой пластины. Лист может располагаться ребром к солнцу (как у австралийских акаций) или строго вертикально (как у растения-компаса, ориентирующего листья по меридиану). Также возможны периодические движения отдельных листочков у сложных листьев, которые принимают вертикальное положение в полуденные часы.
Для приспособления к засушливым условиям: уменьшение площади листовой поверхности для снижения транспирации, видоизменения листьев: колючки как сокращение площади испарения и улавливания воды, усики у гороха для подъёма плодов, ловчие аппараты у растений-хищников (например, у венериной мухоловки), а также глубокое проникновение корней (К.;А.;Тимирязев. «Чарлз Дарвин и его учение». СЕЛЬХОЗГИЗ, М., 1937 г.

Что касается креационизма, этому не было и нет никаких доказательств.

Приложение

Средняя частота мутаций у бактерий - 10-9 на ген на клетку за поколение. У человека и других многоклеточных - 10-5 на ген на гамету за поколение. Т.е. только в одной из 100 тыс. гамет ген оказывается измененным. Казалось бы, это ничтожно мало. Но генов в каждой гамете очень много, геном человека содержит около 30 тыс. генов. Следовательно, в каждом поколении около трети человеческих гамет несут новые мутации по какому-нибудь гену.
Т.обр., несмотря на чрезвычайную редкость каждой отдельной мутации, в каждом поколении появляется огромное количество носителей мутантных генов. Благодаря мутационному процессу генотипы всех организмов, населяющих Землю, постоянно меняются; появляются все новые и новые варианты генов (аллели), создается огромное генетическое разнообразие, которое служит материалом для эволюции.
Мутации различаются по своим фенотипическим эффектам. Большинство их, по-видимому, никак не сказываются на фенотипе. Их называет нейтральными. Большой класс нейтральных мутаций обусловлен заменами нуклеотидов (синонимическими), которые не меняют смысла кодонов. Напр., аминокислота аланин кодируется триплетами ГЦУ, ГЦЦ, ГЦА и ГЦГ. Если в результате мутации ГЦУ превращается в ГЦЦ, то белок, синтезированный по измененной программе, остается тем же самым. Существует даже теория нейтральной эволюции (Мотоо Кимура).
Но если мутация изменяет смысл кодона (несинонимическая мутация) и одна аминокислота заменяется другой, это может привести к изменению свойств белка. В конце 60-х Мотоо Кимура доказал (теория нейтральной эволюции), что в эволюции важную роль играют случайные мутации, не имеющие приспособительного значения. Большинство несинонимических мутаций оказывается вредными. Они нарушают скоординированное в ходе предшествующей эволюции взаимодействие генетических программ в развивающимся организме, и приводят либо к его гибели, либо к тем или иным отклонениям в развитии. Только очень малая доля вновь возникающих мутаций может оказаться полезной.
Полезность, вредность, или нейтральность мутации зависит от условий, в которых живет организм. Нейтральные или вредные в данных условиях могут оказаться полезными для другого организма и в других условиях, и наоборот. Жуки и комары не могли знать заранее, что люди изобретут ДДТ и другие инсектициды и подготовить мутации защиты. Тем не менее, эти мутации возникали – они обнаруживаются даже в тех популяциях насекомых, которые с инсектицидами не встречались. Пока насекомые не сталкивались с инсектицидами, мутации были нейтральны. Как только стали применять инсектициды – эти мутации стали не просто полезными, но ключевыми для выживания. Те особи, которым по наследству досталась такая мутация, вовсе не нужная их родителям, жившим в доинсектицидную эру, приобрели колоссальное преимущество перед теми, кто такой мутации не имел.
Естественный отбор «оценивает» вредность и полезность мутаций по их эффектам на выживание и размножение мутантных организмов в конкретных экологических условиях. При этом вредность мутации, как правило, обнаруживается немедленно, а ее полезность часто определяется задним числом: мы называем полезными те мутации, которые позволяют популяциям адаптироваться к изменяющимся условиям среды.
Чем сильнее фенотипический эффект мутации, тем вреднее такая мутация, тем выше вероятность того, что такая мутация будет отбракована отбором. Ни одна сложная структура не может возникнуть в результате мутации с сильным фенотипическим эффектом. Новые признаки не возникают мгновенно, они формируется медленно и постепенно путем естественного отбора случайных мутаций со слабыми фенотипическими эффектами, которые чуть-чуть изменяют старые признаки.
Все перечисленные характеристики верны для всех типов мутаций – генных, хромосомных и геномных. Однако такие геномные и хромосомные мутации как полиплоидия (кратное увеличение количества хромосом) и дупликации (удвоения определенных участков хромосом) играют особую роль в эволюции - они увеличивают количество генетического материала и тем самым открывают возможность возникновения новых генов с новыми свойствами.
В ходе эволюции происходили и закреплялись и другие хромосомные мутации, такие как транслокации и инверсии. Кариотип человека отличается от шимпанзе и других антропоидов одной транслокацией и несколькими инверсиями. За десятки миллионов лет независимой эволюции в кариотипах человека и землеройки возникли и закрепились десятки различных транслокаций и инверсий. Эти хромосомные перестройки не могли бы закрепиться, если бы они резко нарушали жизнеспособность или плодовитость их носителей.
В результате транслокаций и инверсий меняется взаимное расположение генов и, следовательно, характер их взаимодействия. Важную роль в проявлении генов играют их регуляторные элементы, они, как правило, находятся в тех же хромосомах, что и контролируемые гены, но часто на большом расстоянии от них. Отрыв гена от его регуляторного элемента, обусловленный инверсией или транслокаций, или соединение этого гена с чужим регуляторным элементом может приводить к значительным изменениям в функции гена – времени его проявления в развитии, типе клеток, в которых этот ген активен, в количестве синтезируемого белка. К таким же последствиям может приводить и перемещение мобильных генетических элементов, которые могут захватывать и переносить с места на место регуляторные элементы.
В геноме обнаружены участки, где довольно часто происходят разрывы хромосом, ведущие к образованию хромосомных перестроек. Найдены и участки преимущественной локализации мобильных генетических элементов. Интересно, что во многих случаях это одни и те же участки. Таким образом, мы можем говорить о неслучайном распределении этих участков по геному. Однако, и как все остальные мутации, хромосомные перестройки и перемещения мобильных элементов случайны. Они случайно меняют функции генов, находящихся вблизи точек разрывов, они случайно распределяют гены по геному. Они приводят к тому, что возникает множество новых «коалиций» генов, а приспособительная ценность этих «коалиций» оценивается отбором («Эволюция. Пути и механизмы»).

Октябрь 2026