Глава 2.Ненаследование
приобретённых признаков.
2.1 Понятие Паргенезиса.
Пангенезис — гипотеза
наследования признаков в работах
Ч. Дарвина и других учёных. В 1868 году
гипотеза пангенезиса была изложена
в книге Ч. Дарвина «Изменения
домашних животных и культурных растений».
В главе XXVII «Временная гипотеза пангенеза»
. Дарвин предположил, что во всех тканях
организмов присутствуют субмикроскопические
гранулы — геммулы, которые несут
наследственные признаки из клеток тела
в половые клетки, обеспечивая
тем самым возможность направленных
(а не случайных) изменений в ходе
эволюции живых организмов.
Приобретенные признаки-особенности,
приобретаемые на протяжении жизни
организма. Примером приобретенного признака
является развитая мускулатура у
людей, которые занимаются тяжелым
физическим трудом. Эти изменения
не управляются генетически, они
не передаются потомкам - то есть, не наследуются.
Это признаки, возникшие
у организма на каком-либо этапе
его индивидуального развития
под влиянием измененных условий
существования, действовавших непосредственно
или посредством измененной функции
(усиленной или ослабленной деятельности
органа).
Близкие гипотезы наследственности
выдвигали Гиппократ (5—4 в.
до н. э.), Дж. Борелли (17 в.), Ж.
Бюффон (18 в.).
Дарвин предложил эту
умозрительную гипотезу с целью
дать удовлетворительное объяснение
описанным в его работах фактам
наследования приобретённых признаков
, включая такие явления, как
реверсия и вегетативная гибридизация.
Двигаясь с током крови, геммулы,
согласно предположению Дарвина,
собираются в половых элементах.
Дарвин писал:
«Исходя из любого
обычного взгляда, непонятно,
каким образом изменённые условия,
действующие на зародыш, на
молодое или же на взрослое
существо, могут вызвать наследственные
изменения. Если придерживаться
обычных взглядов, то столь же,
или даже более непонятно, каким
образом последствия продолжительного
упражнения или неупотребления
части или изменения телесных
или душевных привычек могут
передаваться по наследству. Едва
ли можно поставить более сложную
задачу, но, придерживаясь нашего
взгляда, нам нужно только предположить,
что в некоторых клетках в
конце концов происходят структурные
изменения и что эти клетки
отделяют от себя геммулы, изменённые
сходным образом.»[3,4]
Дарвин предупреждал,
что пангенез — временная
умозрительная гипотеза; вскоре
после опубликования дарвиновской
работы — в 1871 г. Фрэнсис
Гальтон поставил серию экспериментов
по проверке существования геммул.
В данных опытах Ф. Гальтон
переливал кровь от темноокрашенных
кроликов светлоокрашенным, никакого
влияния на окраску шерсти
у потомства так и не обнаружил.
Немецкий учёный
А. Вейсман считал данную теорию
переноса признаков, наряду с
гипотетической возможностью их
переноса через нервную систему,
«фантастической». Не усматривая
других возможных способов наследования
приобретённых признаков, он отрицал
и возможность наследования приобретённых
в течение жизни организмом
изменений.
В 1889 Х. Де Фриз
выдвинул гипотезу о внутриклеточном
пангенезе. Согласно этой гипотезе,
наследственные задатки связаны
с присутствующими в живой
протоплазме материальными частицами
(пангенами). В отличие от Дарвина,
Де Фриз отрицал перенос пангенов
в половые клетки.
Результаты исследований французских
учёных, опубликованные в 2010 г., позволяют
выдвинуть на роль геммул Дарвина, так
называемые, микровезикулы — мембранные
пузырьки размером от 30 нм до 1—4 мкм, повсеместно
встречающиеся в жидких средах организма
и до недавнего времени считавшиеся лишь
побочным продуктом жизнедеятельности
клеток.
2.2 Ламарксиз
Ламаркизм — эволюционная
концепция, основывающаяся на
теории, выдвинутой в начале XIX века
Жаном Батистом Ламарком в
трактате Философия зоологии. Взгляды
самого Ламарка достаточно сложны
для понимания, поскольку базируются
на ряде совершенно неинтерпретируемых
в рамках современной науки
концепций XVIII века . В связи с
этим, современный «ламаркизм» напоминает
их лишь в общих чертах. В
широком смысле к ламаркистским
относят различные эволюционные
теории, в которых в качестве
основной движущей силы эволюции
рассматривается внутренне присущее
организмам стремление к совершенствованию.
Большое значение в таких теориях
придается и влиянию «упражнения»
и «неупражнения» органов на
их эволюционные судьбы, поскольку
предполагается, что последствия
упражнения или неупражнения
могут передаваться по наследству[5].
Всех животных Ламарк
распределил по шести ступеням,
уровням (или, как он говорил,
«градациям») по сложности их
организации. Дальше всего от
человека стоят инфузории, ближе
всего к нему — млекопитающие.
При этом всему живому присуще
стремление развиваться от простого
к сложном.
В живом мире
постоянно происходит плавная
эволюция. Исходя из этого, Ламарк
пришёл к выводу, что видов
в природе на самом деле
не существует, а есть только
отдельные особи. Ламарк последовательно
применил в своей теории знаменитый
принцип Лейбница: «Природа не
делает скачков». Отрицая существование
видов, Ламарк ссылался на свой
огромный опыт систематика:
«Только тот, кто
долго и усиленно занимался
определением видов и обращался
к богатым коллекциям, может знать,
до какой степени виды сливаются
одни с другими. Я спрашиваю,
какой опытный зоолог или ботаник
не убеждён в основательности
только что сказанного мною? Поднимитесь
до рыб, рептилий, птиц, даже до
млекопитающих, и вы увидите
повсюду постепенные переходы
между соседними видами и даже
родами.»
На вопрос о том,
почему же человек не замечает
постоянного превращения одних
видов в другие, Ламарк отвечал
так: «Допустим, что человеческая
жизнь длится не более одной
секунды в сравнении с жизнью
вселенной, в этом случае ни
один человек, занявшийся созерцанием
часовой стрелки, не увидит, как
она выходит из своего положения».
Ламарк считал, что
совершенствуясь, организмы вынуждены
приспосабливаться к условиям
внешней среды. Для объяснения
этого учёный сформулировал несколько
«законов». Прежде всего, это
«закон упражнения и не упражнения
органов». Наибольшую известность
из примеров, приведённых Ламарком,
приобрёл пример с жирафами. Жирафам
приходится постоянно вытягивать
шею, чтобы дотянуться до листьев,
которые растущих у них над
головой. Поэтому их шеи становятся
длиннее, вытягиваются. Муравьеду,
чтобы ловить муравьёв в глубине
муравейника, приходится постоянно
вытягивать язык, и поэтому язык
становится длинным и тонким.
С другой стороны, кроту под
землёй глаза только мешают, и
они постепенно исчезают. Если
орган часто упражняется, он
развивается. Если орган не
упражняется, он постепенно отмирает.
Другой «закон» Ламарка
— «закон наследования приобретённых
признаков». Полезные признаки, приобретённые
животным, по мнению Ламарка, передаются
потомству. Жирафы передают потомкам
вытянутую шею, муравьеды унаследуют
длинный язык, и так далее.
Как же восприняли
современники теорию Ламарка?
Одни учёные оставили «Философию
зоологии» без всякого внимания,
другие принялись разносить её
в пух и прах. Ламарк преподнёс
свою книгу в подарок французскому
императору Наполеону Бонапарту,
но тот отругал её, и пожилой
учёный не смог удержаться
от слёз.
Даже Чарльз Дарвин
первоначально весьма резко отзывался
о книге Ламарка: «Да сохранит
меня небо от глупого ламарковского
„стремления к прогрессу“, „приспособления
вследствие хотения животных“»;
«Ламарк повредил вопросу своим
нелепым, хотя и умным трудом».
Однако впоследствии вынужден
был принять некоторые принципы
учения Ламарка. В частности,
им была выдвинута гипотеза
пангенеза, которая разделила
идеи Ламарка о наследовании
приобретённых признаков.
Но, тем не менее,
возрождение ламаркизма началось
именно с появлением эволюционной
теории Дарвина в 1859 году. Весьма
символично, что Дарвин родился
в тот год, когда во Франции
была напечатана книга Ламарка.
Тезис ламаркизма
о наследовании приобретенных
изменений вызвал наибольшее
количество споров, которые продолжаются
и сейчас.
2.3 Работы
Ч.Дарвина.
Английский
ученый Чарлз Дарвин внес неоценимый
вклад в биологическую науку,
сумев создать теорию развития
животного мира, основанную на
определяющей роли естественного
отбора как движущей силы эволюционного
процесса. Фундаментом для создания
теории Ч. Дарвину послужили
наблюдения во время кругосветного
путешествия на корабле «Бигл».
Главный труд
всей жизни ученого, названный
по традиции той эпохи многословно:
«Происхождение видов путем естественного
отбора или Сохранение благоприятствуемых
пород в борьбе за жизнь», был издан
24 ноября 1859 года и разошелся тиражом в
1250 экземпляров. Сам Дарвин так писал по
этому поводу: «Иногда высказывалось мнение,
что успех книги доказывал то, что «вопрос
уже носился в воздухе» и что «умы были
к нему подготовлены. Но я не раз прощупывал
мнения многих натуралистов и не встретил
ни одного, который сомневался бы в постоянстве
видов. Раза два или три пытался я объяснить
очень способным людям, что я разумею под
естественным отбором, но совершенно
безуспешно» .
Существуют
разногласия по вопросу о том,
достиг ли Дарвин в 40-е гг.
той эволюционной концепции, которая
изложена в «Происхождении видов»,
или его взгляды претерпевали
радикальные изменения. В этой
работе Дарвин показал, что
виды растений и животных
не постоянны, а изменчивы,
что существующие ныне виды
произошли естественным путем
от других видов, существовавших
ранее. Наблюдаемая в живой
природе целесообразность создавалась
и создается путем естественного
отбора полезных для организма
ненаправленных изменений. Таким
образом, в борьбе за существование
выживают формы, наиболее приспособленные
к данным условиям среды. В
1868 году Дарвин публикует второй
капитальный труд - «Изменение
домашних животных и культурных
растений», который явился дополнением
к основному труду. В этот
труд вошла масса фактических
доказательств эволюции органических
форм, почерпнутых из многовековой
практики человека. Третий большой
труд по теории эволюции –
«Происхождение человека и половой
отбор» Дарвин опубликовал в
1871 году, а дополнением к нему
явилась книга «Выражение эмоций
у человека и животных».
В эволюции взглядов
Дарвина были и периоды застоя, и периоды
быстрых изменений. Но, принимая во внимание
слова Дарвина, который писал: «Моя теория
верна, и если бы она была принята хотя
бы одним из компетентных судей, то это
означало бы значительный шаг в науке»[6]
то же самое Материалом эволюции может
служить только наследственная изменчивость,
основанная, как установлено современной
биологией, на мутациях и их комбинациях,
возникающих в результате скрещивания.
Новые мутации обычно вредны: они нарушают
уже достигнутую приспособленность. Эволюция
не сводится, однако, только к внезапному
возникновению новых удачных наследственных
свойств. Взаимодействие организмов с
окружающей средой выражается в борьбе
за существование. Согласно Ч. Дарвину,
это явление обусловлено нехваткой жизненных
средств (пищи, света, убежищ, территории
и т. п.) для всех нарождающихся особей
данного вида. В процессе борьбы за существование
у особей, которые оказались не приспособленными
к данным условиям среды, снижается плодовитость
или они погибают. Чем ближе по своей биологии
организмы, живущие на одной территории,
тем острее идущая между ними конкуренция
и тем большее число их гибнет; гораздо
чаще выживают особи, использующие разную
пищу, обладающие различными средствами
защиты и т. п., иными словами, приобретающие
разные свойства.
В результате
в ряду поколений происходит
расхождение признаков — дивергенция,
в конце концов это приводит
к расщеплению исходного вида
на разновидности, которые могут
стать новыми видами . Уклонения,
не соответствующие условиям
среды, не сохраняются: особи,
которым присущи такие признаки,
гибнут: но незначительные мутации
комбинируются при скрещивании
особей, которые прошли отбор.
Это приводит к изменению свойств
организма. Так, благодаря гибели
особей, обладающих неадаптивными
уклонениями, и скрещиванию выживших
первично неадаптивные мутации
в процессе отбора превращаются
в новые приспособления. Так как
гибнут в борьбе за существование
и выживают не отдельные
признаки, а несущие эти признаки
особи, эволюционировать может
только популяция. Идущее под
контролем естественного отбора
скрещивание приводит не только
к преобразованию мутаций, но
и к постепенному распространению
новых приспособлений на все
особи, которые составляют популяцию.
Благодаря непрерывному действию отбора
в процессе эволюции накапливаются новые
адаптивные изменения тех признаков, по
которым идёт отбор. Но все части любого
организма связаны между собой, поэтому
в ходе эволюции возникает соотносительная,
или коррелятивная, изменчивость.
Постепенное изменение строение организмов
в соответствии с факторами внешней среды
в конечном итоге приводит к становлению
новых видов. Конкретное направление эволюции
определяется с одной стороны действием
естественного отбора, а с другой —
наличием спектра неопределённых наследственных
уклонений у составляющих популяцию организмов,
подвергающихся отбору. Таким образом,
по мнению Ч.Дарвина, наследственная
изменчивость лишь материал для
эволюции. Относительный характер
приспособленности и обусловливает эволюцию,
заставляет организмы непрерывно
совершенствоваться в процессе отбора.
Признание органической целесообразности
имманентным свойством живых организмов
приводит либо к полному отрицанию
эволюции: организмы идеально приспособлены
к условиям среды и не подвержены изменениям,
как предполагали креационисты, либо к
постулированию эволюционного процесса,
основанного на наследовании приобретённых
признаков и свойств: организм может адекватно,
целесообразно реагировать на изменения
среды, и эта реакция закрепляется у потомков.
Однако до сих пор нет убедительных доказательств
такого процесса.