У верблюда два горба,
Потому что жизнь — борьба.
Термин эволюция в переводе с латинского языка обозначает развёртывание. Под эволюцией понимают поступательное, неспешное развитие и совершенствование ч его-либо от простого к сложному, от худшего к лучшему. В процессе эволюции постепенно накапливаются незначительные изменения, которые периодически трансформируются в изменения качественные.
Эволюции противоположны по смыслу два термина — революция и деградация. Революция — резкий скачкообразный переход от одного качественного состояния к другому. Деградация — регресс, скатывание к от сложного к примитивному, от хорошего к плохому.
Научный термин эволюция используется сегодня в различных областях знаний: космологии, геологии, социологии. Но изначально этот термин применялся в биологии относительно развития видов живых организмов. Именно биологическая эволюция нас и интересует.
Первые эволюционные идеи высказывали мыслители античной эпохи. Анаксимандр полагал, что все животные произошли из воды, после чего вышли на сушу. Эмпедокл отмечал общее происхождение частей тел различных животных, предполагал выживание наиболее приспособленных. Демокрит считал, что наземные животные произошли от земноводных, которые в свою очередь зародились в иле.
В середине 1700-х годов Карл Линней разработал систему, которая объединяла похожие виды в группы и подразумевала эволюционную связь между видами в пределах одной группы. В конце 1700-х годов появились первые теории о том, что виды изменяются с течением времени.
Но их авторы держали свои идеи в секрете, так как они противоречили общепринятым религиозным взглядам.
Первым ученым, который предложил полноценную концепцию эволюции, был французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк. Он полагал, что признаки, приобретенные в течение жизни, организм способен передавать потомству. Классический пример — обоснование длиной шеи у жирафа. Согласно концепции Ламарка, шея жирафа в процессе жизни незначительно удлиняется, так как он постоянно тянется за высокой листвой. Это удлинение передается потомству. Поэтому у каждого поколения жирафов шея была немного длиннее. В итоге она достигла приемлемой высоты у современных жирафов.
Идеи наследования приобретенных признаков были подвергнуты критике и до недавнего времени считались несостоятельными.
Иную концепцию биологической эволюции сформулировал в книге «Происхождение видов» английский ученый Чарльз Дарвин. Дарвин предположил, что особи с наиболее подходящими для окружающей среды чертами живут дольше и имеют больше шансов размножиться. Эти черты передаются потомству и начинают доминировать в популяции. В итоге выживают наиболее приспособленные особи. Этот процесс Дарвин назвал естественным отбором. Появление новых видов живых организмов объяснялось качественными скачками по мере накопления критической массы новых признаков.
Согласно теории Дарвина, эволюционное развитие на планете возможно под влиянием трех основных факторов.
Наследственная изменчивость. Вследствие мутаций у особи появляются признаки, ранее несвойственные особям данного вила. Эти признаки помогают особи в борьбе за выживание или мешают ей. Благоприятные признаки имеют больше шансов на передачу потомству (наследование). Со временем такие признаки становятся в популяции доминирующими.
Борьба за выживание. Ради выживания и возможности произвести потомство особи защищают себя и детенышей от внешних угроз, конкурируют за пищу, место обитания. Конкурируют с особями других видов и с особями того же вида. В борьбе выживают сильнейшие.
Естественный отбор. Это процесс, в ходе которого распространяются особи, победившие в борьбе за выживание. В результате естественного отбора происходит передача от поколения к поколению наиболее полезных признаков.
В своей теории Дарвин отмечал, что потомства рождается больше, чем может выжить. Ресурсов для выживания всех особей не хватает, и поэтому за ресурсы начинается конкуренция, или — борьба за выживание.
На коротких отрезках времени ресурсов может хватать на всю популяцию, борьба за выживание отступает на второй план. Но тогда начинается быстрое размножение, которое неизбежно приводит к нехватке ресурсов. Все начинается сначала — в борьбе выживают наиболее приспособленные, которые и передают свои признаки потомству.
Длинную шею жирафа теория Дарвина объясняла так. Длина шеи подвержена случайным изменениям (мутация). Жирафы с более длинной шеей имели больше шансов на выживание и продолжение рода. Поэтому за множество поколений длинная шея стала доминирующим признаком у данного вида живых существ.
Подобные объяснения научный мир принял с восторгом. Идеи Ламарка о наследовании приобретенных признаков были забыты.
Интересный факт. В своей работе Дарвин опирался в том числе на работы Томаса Роберта Мальтуса. Мальтус — автор теории, согласно которой неконтролируемый рост народонаселения может приводить к снижению благосостояния и массовому голоду. Сегодня многие цифровые революционеры используют идеи Мальтуса, обосновывая необходимость резкого сокращения населения Земли. Концепция «золотого миллиарда» имеет те же корни — мальтузианство.
Во времена Дарвина передача по наследству признаков была очевидна, но механизмы передачи еще предстояло открыть.
Эра классической генетики началась в середине XIX века с работ монаха-августинца Грегора Менделя. Доклад «Опыты над растительными гибридами» — первая публикация о генетических исследованиях.
С 1953 года начался этап современной генетики, для которого характерны исследования наследственности на молекулярном уровне. Была открыта структура ДНК, расшифрован генетический код, химическим путём синтезирован ген. Классическая генетика уступила пальму первенства молекулярной генетике.
Сегодня научный мир признает синтетическую теорию эволюции (СТЭ). В ее основе лежит синтез различных научных дисциплин, прежде всего, генетики и дарвинизма. СТЭ также опирается на палеонтологию, систематику, молекулярную биологию и другие дисциплины.
Одной из таких биологических дисциплин недавно стала эпигенетика, которая раскрасила устоявшиеся представления о биологической эволюции в новые тона. Критика идей Ламарка дала трещину.
При делении клеток все они имеют одинаковый набор генов, который получен по наследству от родительских организмов. Однако при делении клетки получаются разные. Оплодотворенная яйцеклетка человека порождает огромное количество самых разных клеток. Это стволовые клетки, клетки нервной системы, клетки мышечной, соединительной и жировой ткани. Они по-разному растут и делятся, но все с одинаковым набором генов.
Получается, что строение и развитие организма зависит не только от набора генов, построенных из ДНК. Есть иные механизмы, которые влияют на активность генов во время роста и деления клеток.
Часть этих механизмов носит внешний характер. Простейший пример. Чрезмерное потребление пищи активизирует рост жировых клеток. Усиленные занятия спортом стимулируют рост мышечной ткани.
Раны затягиваются с помощью молодой соединительной ткани.
Другие механизмы носят наследуемый характер. Оплодотворенная яйцеклетка знает, когда и какие участки ДНК включать/выключать, чтобы в нужный момент появилась клетка нужного вида. Этими механизмами и занимается эпигенетика.
И тут возникает интересный и закономерный вопрос.
Внешние факторы влияют на механизмы активации генов, которые клетка использует при росте и делении. Растущие и делящиеся клетки жировой ткани обжоры — его личное дело. Такой приобретенный признак, как «пивной живот», наследоваться не будет. А что, если внешние факторы повлияют на механизмы активации генов яйцеклетки или сперматозоида? В таком случае это точно отразится на потомстве.
Эпигенетика — молодая наука, многие ее гипотезы не доказаны. Но примеров, подтверждающих, что образ жизни родительских организмов влияет на последующие потомства, достаточно. Соответствующие эксперименты проводятся на лабораторных мышах, которые размножаются с фантастической скоростью. Внешние факторы влияют не только на прямых потомков, но и на последующие поколения.
Выводы для людей пока не делаются. Исследования сложные, и слишком мало времени прошло с момента появления нового научного направления. Но как иначе объяснить быстрое распространение ожирения в обществе, лишенном проблем с доступностью пищи? Переедание влияет на многие механизмы, связанные с ростом и делением клеток. Почему оно не может влиять на механизмы активации генов в половых клетках женщин и мужчин? Например, активировать гены, связанные с сигналами о насыщении. Вполне логичная гипотеза.
Если это так, то на эволюцию человека придется смотреть по-другому. Не так, как нас учили в школе — гены от родителей и только они определяют, каким родится ребенок.
Внешние факторы часто от нас не зависят. Но образ жизни перестанет быть личным делом будущих родителей. Он может влиять на то, какие гены будут активированы у его детей, а какие подавлены. Не исключено, это важнее, чем передаваемый родителями набор генов.
В любом случае, эволюция живых организмов основана на их адаптации к окружающей среде, которая имеет свойство постоянно меняться. Эволюция человека — не исключение.
Мир Цифры — это мир, который меняется стремительно. Нам нужно учиться адаптироваться к нему для собственного выживания и благополучия. Если мы хотим оставить потомство — в модели адаптации нужно вносить коррективы.