Текст книги "Три тайны жизни"

Автор книги: Владимир Фурсов

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 4 страниц)

Владимир Фурсов
ТРИ ТАЙНЫ ЖИЗНИ

Введение

Биология, несмотря на огромные успехи, которые были ею достигнуты за весь период формирования, оставалась вплоть до второй половины XIX столетия на метафизических и идеалистических позициях. Основной причиной этого было то, что ученые и философы подходили к изучению живой природы как к отдельным разрозненным явлениям. Известный философ эпохи Возрождения Ф. Бэкон назвал биологию «Историей отдельных индивидов». Изучением «отдельных индивидов» занимались биологи, философы и более позднего периода, такие, как К. Линней, Ж. Б. Ламарк, Ж. Кювье, О. Кент, Г. Спенсер и др.

Такой подход приводил исследователей к представлению о постоянстве и неизменяемости живых организмов, о сотворении всего живого богом.

Из всех биологов прошлого только французский естествоиспытатель Ламарк пытался опровергнуть устоявшиеся взгляды и противопоставить им идею исторического развития организмов. Однако и он не смог полностью освободиться от господствующего мировоззрения. Не имея достаточно научных данных для доказательства естественного развития жизни на Земле, он вынужден был признавать бога в качестве первопричины и создателя всего сущего.

Поставить биологию на диалектико-материалистические основы удалось только Ч. Дарвину, который подошел к изучению живой природы как к совокупности тесно связанных между собой организмов. Его успеху содействовали предшествовавшие открытия, доказавшие единство строения живых организмов на клеточном уровне.

Изучение клетки на микроскопическом и особенно на молекулярном уровне уже в наше время позволило совершить величайшие открытия в области познания сущности жизни у самых истоков ее зарождения и развития. О трех величайших достижениях биологической науки, подвинувших нас вплотную к разгадке тайны жизни, и пойдет речь в данной брошюре.

Создатель эволюционной теории

Издавна внимание человека приковывали два бросающихся в глаза факта живой природы: это огромное разнообразие форм животных и растений и их приспособленность к условиям среды, в которой они обитают. Все мы знаем, что птицы прекрасно приспособлены к полету, а рыбы – к жизни в воде. Поистине поразительные обнаруживаются явления, когда мы начнем изучать различные способы опыления цветков с помощью насекомых или жизнь самих насекомых в различных условиях. Даже в расположении листьев на деревьях при внимательном наблюдении можно установить особую закономерность: листья расположены так, что всей своей поверхностью улавливают солнечные лучи и вместе с тем почти не затеняют друг друга.

Многообразие живых организмов и их гармоничное приспособление к условиям обитания религия с давних времен выдавала как доказательства существования «промысла божьего» и наличия в природе «мирового разума».

Один из «отцов церкви» – Блаженный Августин (354–430 гг.) – очень красноречиво воспевал гармонию в природе как неопровержимое доказательство промысла божьего. Он писал: «Бог установил соответствие частей и гармонию их не только на небе и на земле, не только в ангеле и человеке, но и во внутренней организации мельчайшего и презренного живого, в перышке птицы, цветении злака, в листьях дерева».

Телеологическое мировоззрение, опиравшееся на факты многообразия и «целесообразности» в природе, оказалось очень живучим среди ученых и философов.

Выразителем идей креационизма и телеологии в биологии был крупнейший французский палеонтолог и сравнительный анатом Ж. Кювье (1769–1832 гг.). Он имел огромное влияние на развитие научных и политических идей в первой половине XIX столетия и был ярым защитником господствующего класса – крупной буржуазии. Кювье обнаружил взаимосвязь (корреляцию) органов в животном организме. Эта корреляция, или «конструкция», органов в организме, по его мнению, заранее была продумана творцом. Кювье считал, что «творец всех существ в создании их мог руководствоваться только одним законом – необходимостью дать каждому из своих творений, которое должно продолжать жизнь, средства для поддержания существования». Установленный научный объективный принцип корреляции Кювье абсолютизировал, исходя из телеологического принципа конечных причин.

Последователи Ж. Кювье пошли еще дальше своего учителя. Так, французский палеонтолог XIX столетия д’Орбиньи говорит: «Ничто не может открыть нам тайну, которая связана с последовательными творческими актами эпох органического мира от первой до последней. Действительно, мы видим, что во всех пунктах земного шара сразу, одновременно появляется множество существ, принадлежащих всем основным типам животных… Как образовалось это множество существ, которые впервые появляются на поверхности земного шара? Что за творческая сила, имевшая столь необыкновенное могущество? Здесь мы должны признаться, что мы лишены всякой возможности ответить на какие-либо из этих великих вопросов. Существуют границы, которые не может преодолеть человеческий разум, – обстоятельства, при которых человек должен ограничиться признанием фактов, не будучи в состоянии объяснить их».

Не умея объяснить очевидного факта многообразия живых форм и их изменчивости во времени, д’Орбиньи утверждает, что земля претерпела двадцать семь катастроф, уничтожавших все живое, а за ними последовало столько же божественных актов творения. «Таков факт, – пишет д’Орбиньи, – факт несомненный, но непостижимый, который мы лишь устанавливаем, не пытаясь проникнуть в сверхчеловеческую тайну, его окружающую»[1]1
  Л. Ш. Давиташвили. История эволюционной палеонтологии от Дарвина до наших дней. М., 1948, стр. 10.


[Закрыть].

Однако д’Орбиньи жестоко ошибся в своих пророчествах. Тайна природы была разгадана, вместе с тем была доказана несостоятельность «теории катастроф». Это было сделано великим натуралистом Ч. Дарвиным.

Ч. Дарвин.

Дарвин с юных лет полюбил природу. В университете он слушал лекции крупных ученых того времени. Он много путешествовал по Англии и Шотландии, коллекционировал животных и растения, много читал о путешествиях в другие страны. Все это способствовало подготовке Дарвина как естествоиспытателя.

По окончании богословского факультета Кембриджского университета в 1831 году Дарвин был зачислен натуралистом на военно-гидрографическое судно «Бигль», отправлявшееся в кругосветное плавание. Это обстоятельство решительно изменило его жизнь: богослов по образованию, он стал естествоиспытателем, труды которого полностью опровергли библейский миф о сотворении мира. Путешествие на «Бигле» было подлинной школой для Дарвина. Во время многочисленных стоянок корабля у берегов Южной Америки, Австралии и многих островов Тихого океана Дарвин производил геологические, ботанические и зоологические наблюдения, палеонтологические раскопки, собирал различных представителей животного и растительного мира.

Уже во время путешествия у Дарвина зародилось сомнение в том, что мир животных и растений неизменен. Дарвин столкнулся со многими фактами, которые противоречили существовавшим религиозно-метафизическим представлениям о природе.

Бесспорный фактический материал, доказывающий развитие и изменчивость животных и растений, Дарвин получил при раскопках. Некоторые ископаемые животные из древних млекопитающих, ныне уже не существующие, обнаруживали целый ряд общих признаков с некоторыми живущими отрядами животных. Дарвина поразило сходство вымерших неполнозубых Южной Америки с современными ленивцами, муравьедами и броненосцами, встречающимися в той же местности. На основании тщательного сравнения вымерших форм с современными у Дарвина возникла мысль о их родственной связи.

С наиболее яркими географическими и палеонтологическими доказательствами эволюции животных и растений Дарвин столкнулся на Галапагосских островах. Острова эти расположены в экваториальной части Тихого океана, в семистах километрах от западного побережья Южной Америки. Они возникли вследствие поднятия морского дна. Животный мир их сравнительно беден. Из птиц имеются мухоловки, вьюрки, дрозды-пересмешники, совы; из пресмыкающихся – морские ящерицы и очень крупные, достигающие ста килограммов, так называемые слоновые черепахи. Млекопитающих на этих островах нет. Дарвина поразили две особенности этих животных: с одной стороны, все они похожи на соответствующих животных южно-американского континента и как бы несут на себе «печать американского происхождения» (Дарвин), а с другой – это особые, галапагосские, формы, которые нигде в другом месте земного шара не встречаются. Животные Галапагосских островов являются как бы вариантами американских видов. По этому поводу Дарвин замечает: «Можно действительно представить себе, что был взят один вид и модифицирован в разных концах архипелага».

Возвратившись из кругосветного путешествия, Дарвин продолжал искать подтверждения сделанным наблюдениям, накапливал материал, собирал и обрабатывал многочисленные факты, на что ему потребовалось более двадцати лет. Первую запись об изменчивости видов мы находим в записной книжке Дарвина за 1837 год и только через двадцать два года была обнародована теория эволюции.

14 ноября 1859 года вышел в свет труд Чарльза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятствующих пород в борьбе за жизнь», открывший новую эру в развитии биологии и естествознания вообще. Книга эта вскоре была переведена на многие иностранные языки.

Вокруг теории Дарвина разгорелась ожесточенная борьба. Духовенство, религиозно настроенные ученые (а их тогда было большинство) пытались опровергнуть, опорочить это учение, а его автора объявили безнравственным человеком. Дарвин продолжал самоотверженно работать. Все последующие его труды были всесторонним развитием идеи эволюции живой природы.

Учение об отборе

Изменчивость животных и растений, которую Дарвин подметил во время путешествия, произвела на него, как он сам говорит, сильное впечатление. Вернувшись в Англию, Дарвин стал собирать факты, имевшие отношение к явлениям изменчивости животных и растений как в прирученном, так и в естественном состоянии.

Ученый обратился к практике сельского хозяйства, откуда почерпнул громадный фактический материал. К тому времени было известно много пород голубей, кур, собак, крупного и мелкого рогатого скота, большое число сортов культурных растений.

До Дарвина ученые думали, что современные породы домашних животных и культурные сорта растений человек просто выделил, выбрал в готовом виде из дикой природы, сообразуясь со своими хозяйственными потребностями. Дарвин доказал, что в действительности все современные породы домашних животных и культурные сорта растений не выделены, а созданы человеком. По этому поводу он писал следующее: «Мы не можем допустить, чтобы все породы возникли внезапно такими совершенными и полезными, какими мы видим их теперь; к тому же во многих случаях мы знаем достоверно, что не такова была их история. Ключ к объяснению заключается во власти человека накапливать изменения путем отбора: природа доставляет последовательные изменения; человек слагает их в известных, полезных ему направлениях. В этом смысле можно сказать, что он сам создал полезные для него породы»[2]2
  Ч. Дарвин. Происхождение видов. М., 1935, стр. 137.


[Закрыть].

Все наши домашние животные и важнейшие культурные растения человечество приручило и разводило еще в глубокой древности. Дарвин собрал неопровержимые доказательства того, как человек с помощью отбора создавал, постепенно улучшал существующие породы животных и сорта культурных растений. Исследованиями швейцарских свайных построек было установлено, что уже в новый каменный и бронзовый века первобытные люди разводили пшеницу, ячмень, овес, горох, бобы, чечевицу и другие культурные растения. Однако зерна и семена этих растений были намного мельче, чем у наших сортов. По описанию древнеримского ученого Плиния (23–79 гг.) груши были явно хуже современных. Французский ученый Ж. Бюффон сравнивал во второй половине XVIII в. цветы, плоды и овощи с рисунками, сделанными на полтораста лет раньше, и обнаружил неоспоримое улучшение всех сортов. Породы овец, крупного рогатого скота и лошадей, существовавшие в бронзовый век, были гораздо мельче. Многие домашние животные и культурные растения в ряде случаев изменились настолько, что в настоящее время невозможно установить их предков, а иные из них уже не могут существовать без помощи человека.

С глубокой древности человечество применяет скрещивание животных и гибридизацию растений и таким путем создает новые породы животных и сорта растений. Так, уже во времена Дарвина существовало около ста пятидесяти пород голубей. Несмотря на значительное их различие в оперении, форме тела, головы, клюва и других признаках, все они произошли, как доказал Дарвин, от одного предка – дикого скалистого голубя.

Все породы домашних кур происходят от дикой так называемой банкивской курицы. Потомки дикой курицы жили в лесах Индии, Индокитая, на Филиппинах и островах Малайского архипелага. Банкивские куры по окраске оперения и голосам напоминают «беспородных» домашних кур. Они легко приручаются и дают многочисленное потомство при скрещивании с домашними породами. Дарвин обнаружил, что если скрещивать чистопородных черных кур с белыми, то у потомков иногда проявляется золотисто-красная окраска, характерная для диких банкивских кур. Банкивские куры впервые приручены туземцами Малайского архипелага; отсюда в одомашненном состоянии они попали в Индию (за 2000 лет до н. э.), а позднее в Китай (за 1400 лет до н. э.). В Европе домашние куры известны с V–VI столетия до н. э. В XVI в. здесь существовало уже семь-восемь пород домашних кур. В последующие столетия количество пород увеличилось.

Европейский рогатый скот произошел от двух видов дикого тура: крупной степной формы и мелкой лесной.

Бык тур – один из предков крупного рогатого скота. Вымер в XVII в.

Домашние свиньи произошли от европейского дикого кабана.

Дикая европейская свинья.

Есть основания считать, что овцы произошли от скрещиваний европейского муфлона, аргали и архара.

Муфлон.

Домашние собаки ведут свое начало от нескольких близких видов волка и шакала.

Человечество за века получило от гибридизации множество ценных практических результатов. Но отсутствие научных знаний о возможностях применения этого метода послужило причиной для возникновения невероятных вымыслов на сей счет, иные из которых встречались даже в серьезных научных трудах по зоологии и ботанике вплоть до XVII столетия. Для иллюстрации приведем несколько примеров. Считалось, что жирафа ни одно божество создать не могло, а произошел он будто от скрещивания верблюда с леопардом. Родителями страуса всерьез считали верблюда и ласточку. Предполагалось, что собаки могут скрещиваться с волками, лисами, тиграми, львами и козами, в последнем случае якобы получается кабан. О скрещивании собак с тиграми пишет древнегреческий философ Аристотель. Древнеримский ученый и философ Плиний писал о скрещивании гадюки с рыбой угрем.

Более того, люди верили в возможность гибридизации человека с животными. Античная мифология сохранила множество подобных выдумок. Так, жена Миноса будто родила от быка Минотавра. Плиний описывает рождение женщинами гиноцентавра, слона и змеи. Широко распространены были легенды о богатырях, рожденных женщинами от медведей.

Конечно, каждому современному человеку ясно, что подобные скрещивания и тем более получение потомства от них совершенно невозможны.

Дарвин тщательно изучил многовековую практику приручения и создания человечеством домашних пород животных и культурных растений. В результате он пришел к выводу, что основным фактором, с помощью которого были выведены многочисленные породы и сорта, является искусственный отбор, проводимый человеком.

Но Дарвина прежде всего интересовала проблема многообразия и вместе с тем едва уловимого общего сходства родственных видов диких животных. Что касается пород домашних животных, то здесь была ясна ведущая роль человека в их создании. Так как запросы жизни и вкусы людей бывают различными, то и создаются породы, отвечающие этим запросам и вкусам.

Какие же силы, действующие в природе, могут разнообразить животных и растения и одновременно как бы формировать их в соответствии с теми условиями, в которых они живут? Эти вопросы в течение ряда лет не давали покоя Дарвину.

Еще во время кругосветного плавания Дарвин сделал важнейшее открытие – индивидуальную изменчивость живых существ. В природе практически почти невозможно найти два близкородственных организма, которые были бы схожи между собой по всем признакам. Каждый организм отличается от своего собрата по целому ряду иногда едва уловимых признаков. Второе обстоятельство: конкретные внешние условия словно подбирают наиболее подходящие для них формы живых существ.

Убедившись в объективности этих фактов, Дарвин стал изучать литературу и проводить собственные опыты. Англичанин Уелдон в течение ряда лет изучал крабов в гавани Плимута, где был построен новый мол. Мол ухудшил циркуляцию воды в бухте, вода стала мутной от меловой взвеси, вносимой двумя речками. Через некоторое время исследователь установил, что преимущественное выживание отмечается у тех особей, которые имеют более узкий головогрудный щит: он лучше защищает жабры от проникновения в них частичек мела. Особи же с широким головогрудным щитом гибли вследствие засорения жабер меловой взвесью.

Другой исследователь привязывал зеленых и бурых богомолов ниточками к растениям различной окраски. Через семнадцать дней все особи, находившиеся на подходящей по окраске растительности, оказались в сохранности. Двадцать три зеленые особи, привязанные к бурым частям растений, были уже через одиннадцать дней уничтожены птицами. Большинство бурых богомолов, прикрепленных к зеленым частям растений, были также съедены.

На основании сопоставления большого количества наблюдений и опытов Дарвин пришел к выводу, что отбор происходит и в природе. По аналогии с искусственным отбором, проводимым человеком, Дарвин назвал его естественным. Естественный отбор подхватывает самые малые и порой незаметные для человека изменения. Природа «отбирает» уклонения только полезные для самих организмов, направленные на лучшее приспособление их к условиям жизни. В результате выживают и дают потомство только те особи, которые оказались наиболее удачно изменившимися, вымирают те, которые не изменились или изменились, но «нецелесообразно».

Так создается многообразие организмов соответственно тем условиям, в которых они обитают. Кроме того, естественный отбор является и основой совершенствования живых существ в процессе их развития. Вот пример. В конце мезозойской эры началось вымирание гигантских форм пресмыкающихся. Этому способствовало два важнейших обстоятельства: изменение климатических условий в новую (кайнозойскую) эру и появление млекопитающих – более высокоорганизованного класса животных. Млекопитающие имеют ряд преимуществ перед пресмыкающимися. Сердце у них не трех-, а четырехкамерное, что делает более совершенным процесс дыхания. Температура тела постоянная, детенышей они вскармливают молоком. Последние два обстоятельства, а также самый высокий уровень развития нервной системы дают им возможность расселяться и жить в любых климатических условиях.

Открытием естественного отбора Дарвин дал материалистическое объяснение явлению «целесообразности», или приспособленности, животных и растений к тем условиям среды, в которой они обитают. Посещая Кергеленские и другие океанические острова, Дарвин обратил внимание на отсутствие или, наоборот, очень сильное развитие крыльев у островных форм насекомых. И он объяснил, почему это происходит. Острова, расположенные в открытом море, постоянно обдуваются сильным ветром. Все насекомые, не способные противостоять внезапным и сильным порывам ветра, неизменно уносятся в море и гибнут. Сохраняются или очень хорошие летуны, способные укрыться от ветра, или те, которые не могут подняться выше травы и кустов. И то обстоятельство, что на острове Мадейра из пятисот пятидесяти видов жуков двести не способны к полету, является прямым результатом естественного отбора.

Приспособления в природе, как доказал Дарвин, бывают только относительными. Любой организм нигде не может быть идеально, абсолютно приспособлен к условиям его обитания, как это представляли себе Кювье и все те ученые и философы, которые считали бога причиной целесообразности в природе. У каждого организма есть масса далеко не совершенных признаков и свойств. Так, покровительственная окраска богомолов спасает их не от всех птиц: вороны прекрасно различают и вылавливают богомолов на любом фоне. Панцирь черепахи кажется прекрасным защитным приспособлением от всех врагов. Однако степные орлы поднимают черепах высоко в воздух, бросают на скалы и, расколов панцирь, съедают мясо. Верблюжью колючку, которую нельзя сорвать, не поранив рук, с удовольствием едят верблюды и не чувствуют при этом никаких неудобств.

А природа век за веком неуклонно ведет свою работу, в результате которой даже такие высокоорганизованные животные, как млекопитающие, подвержены вымиранию в борьбе за существование. По подсчетам специалистов только за кайнозойскую эру вымерло более ста видов крупных млекопитающих. Исчезли с лица земли мамонты, пещерные медведи, саблезубые тигры, шерстистые носороги, которые в период последнего оледенения в большом количестве имелись в Европе, Гренландии и Северной Америке. На грани вымирания находятся сейчас сумчатые млекопитающие (кенгуру, сумчатый волк и др.), которые сохранились только в Австралии.

Открыв закон естественного и искусственного отбора, Дарвин доказал с материалистических позиций причины многообразия живых организмов, их относительное приспособление к условиям существования и постепенное совершенствование организации животных и растений в геологические эры и периоды. Вместе с тем Ч. Дарвин одним из первых исследователей пришел к выводу о единстве происхождения живых организмов. Вначале эту закономерность он установил на домашних животных и культурных растениях. Опираясь на данные палеонтологии, сравнительной анатомии, эмбриологии и других наук, Ч. Дарвин сформулировал в общих чертах закон единства происхождения всех животных. Впоследствии на основе достижений этих наук и положений Дарвина немецкий ученый Э. Геккель (1834–1919 гг.) построил родословное древо животного мира, показывающее родственные отношения между различными систематическими группами животных.

Классики марксизма-ленинизма высоко оценили научный подвиг Дарвина.

К. Маркс и Ф. Энгельс отмечали, что Дарвин нанес сильнейший удар метафизическому взгляду на природу, доказав, что весь современный органический мир, растения и животные, а следовательно также и человек, есть продукт процесса развития, длившегося миллионы лет.

В. И. Ленин писал: «Дарвин положил конец воззрению на виды животных и растений, как на ничем не связанные, случайные, „богом созданные“ и неизменные, и впервые поставил биологию на вполне научную почву, установив изменяемость видов и преемственность между ними»[3]3
  В. И. Ленин. Соч., изд. 4, т. I, стр. 124.


[Закрыть].