24.12.2009 | Наука

Путем естественного отбора (3)

Две программы Дарвина

Если посмотреть с этих позиций на историю эволюционной идеи в биологии, то многое становится ясным.

Триумф эволюционизма во второй половине XIX века оказался возможен не только и не столько потому, что новая теория хорошо объясняла выглядевшие прежде загадочными факты, но прежде всего – потому, что из нее вытекала чрезвычайно обширная и плодотворная исследовательская программа.

Эволюционная идея не только провозглашала, что все наблюдаемые в современном мире живые существа – результат длительного исторического развития, но и давала исследователям методы для реконструкции этого развития. Первые десятилетия после выхода «Происхождения видов» – это время второго рождения сравнительной анатомии и палеонтологии. Еще одна важнейшая зоологическая дисциплина – сравнительная эмбриология – родилась под непосредственным воздействием эволюционных идей (сам факт сходства зародышей разных классов позвоночных задолго до «дарвиновской революции» заметил Бэр, но только эволюционная интерпретация этого факта Фрицем Мюллером и Эрнстом Геккелем превратила его в орудие исследования).

Новый подход позволял прослеживать генеалогию не только видов и классов, но и отдельных органов и структур: различать в птичьем пере – преобразованную чешую рептилий, в легких – вырост пищеварительного тракта рыбы, в электрическом органе южноамериканского угря – видоизмененные мышцы.

Поле для исследований открывалось необозримое: перевод биологии на эволюционную основу был основным содержанием развития этой науки в последние четыре десятилетия XIX века. В общем же виде программа реконструкции эволюционных связей между различными группами живых существ и в целом истории жизни на Земле не завершена и по сей день.

Однако эта исследовательская программа практически никак не была связана с вопросом о механизмах эволюции – для ее выполнения было достаточно лишь признать реальность самого процесса. Именно это и делало возможным сосуществование огромного числа эволюционных теорий – выбор ученым той или иной теории мало влиял на его повседневную работу. В свете наших сегодняшних знаний мы отчетливо видим, например, что теория Августа Вейсмана была гениальным прозрением, предвосхитившим важнейшие открытия биологии ХХ века. Но для реальных исследований теория Вейсмана давала не больше, чем любая другая из многочисленных в ту пору умозрительных теорий наследственности: ни сам Вейсман, ни кто-либо другой не мог доказать даже самую конкретную из его догадок – о том, что субстратом наследственности являются хромосомы.

С появлением генетики ситуация радикально изменилась – даже при том, что взаимодействие новорожденной науки с эволюционистикой началось с прямого конфликта.

Острое выяснение отношений между ними довольно быстро поставило вопрос «если наследственность и наследственная изменчивость устроены так-то и так-то, как это может эволюционировать?». Попытки ответить на него породили новую мощную исследовательскую программу, на сей раз направленную на изучение именно механизмов эволюции и ее элементарных процессов. Теперь ученые могли работать с четкими и однозначными объектами – генами – и строго измерять происходящие изменения. Результаты экспериментальных и полевых наблюдений, математических моделей, теоретических построений десятков авторов из разных стран к середине 1940-х годов сложились в довольно цельную концепцию, которая получила имя «синтетической теории эволюции» (СТЭ). Много (и в значительной мере справедливо) критикуемая за механицизм, упрощенность, умозрительность, абсолютизацию частностей, игнорирование специфики и множество иных смертных грехов, СТЭ тем не менее стала огромным продвижением в знаниях об эволюции – именно потому, что она с самого начала, со знаменитой статьи Сергея Четверикова была прежде всего новой программой исследований. И в этом качестве оказалась исключительно плодотворной.

Накануне нового синтеза

Ничего сопоставимого ни одна из альтернативных эволюционных концепций предложить не смогла. Не случайно годы формирования СТЭ стали годами заката и схода с научной сцены ламаркизма: еще в середине 1920-х он воспринимался как вполне респектабельная гипотеза, а спустя всего 20 – 25 лет – уже как абсолютный анахронизм. Отчасти, конечно, это объясняется тем, что

генетика привнесла в биологию широкое применение математико-статистических методов и новые, более строгие стандарты интерпретации результатов эксперимента.

Это не только позволило поставить новые эксперименты (прямо показавшие, что живые организмы приспосабливаются не «по Ламарку», а «по Дарвину»), но и обесценило все полученные ранее опытные «подтверждения» ламаркизма, ни одно из которых не соответствовало новым стандартам доказательности.

Но еще важнее оказалось то, что в новые времена ламаркизм так и не смог предложить собственной исследовательской программы – ни использующей возможности, открытые генетикой, ни какой-либо иной, посвященной другим аспектам эволюционных процессов.

Пародийное подобие такой программы, реализовывавшееся в СССР (где, как известно, в 1948 – 1964 гг. один из вариантов ламаркизма был административно назначен единственно верным направлением в биологии), кончилось абсолютным провалом и лишь дополнительно дискредитировало «материнскую» теорию.

Еще драматичнее в этом смысле оказалась судьба номогенеза. Задолго до того, как Лакатош пришел к своим идеям, один из наиболее ярких и неординарных российских ученых ХХ века – Александр Любищев четко сформулировал исследовательскую программу, вытекающую из номогенетического взгляда на эволюцию. Программа была чрезвычайно амбициозной и в то же время вполне содержательной: выявление общих закономерностей многообразия живых форм безотносительно к их приспособительному значению и филогенетическим связям, построение на этой основе теоретической морфологии (включающей не только реально существующие формы, но и те, которые могли бы существовать) и естественной системы организмов, основанную не на предполагаемом историческом родстве, а на их существенных и доступных наблюдению свойствах. В течение почти полувека Любищев пытался реализовать эту программу, причем в последние десятилетия вокруг него сложилась неформальная междисциплинарная научная школа – немногочисленная, но отличавшаяся исключительно высоким творческим потенциалом и культурой исследования. Однако результаты ее напряженной и продуктивной работы оказались несопоставимыми с поставленной задачей: ни самому Любищеву, ни его последователям не удалось даже сколько-нибудь существенно приблизиться к намеченной цели. С уходом в 1980-х – 1990-х годах ключевых фигур любищевской школы дальнейшие усилия в этом направлении практически прекратились. Чтобы теория оказалась плодотворной, мало превратить ее в содержательную исследовательскую программу – надо еще, чтобы эта программа оказалась выполнимой. А это в науке заранее не гарантировано никогда.

Здесь необходимо сделать оговорку: автор этих строк вовсе не претендует на вынесение тому или иному научному направлению «приговора истории» – окончательного и не подлежащего обжалованию.

Напротив, взгляд на научную теорию прежде всего как на программу дальнейших исследований исключает саму возможность такого вердикта. Мы уже видели, как теории, выглядевшие окончательно отвергнутыми и забытыми, триумфально возвращаются на новом этапе развития науки – если оказываются способными предложить исследовательскую программу, адекватную новым проблемам. Можно было бы даже попробовать вообразить программу, которая вернула бы на научную сцену ламаркизм или номогенез, – но предоставим это авторам, более сочувственно относящимся к данным концепциям.

А что же дарвинизм? Мы оставили его в момент синтеза его идей с открытиями и методами генетики.

Новая концепция оказалась чрезвычайно плодотворной, и вооруженные ею исследователи обнаружили в природе множество интересных явлений: огромные ресурсы генетического разнообразия, сложную динамику генных частот, широкое распространение селективных процессов, эффекты изоляции, виды, «захваченные» в процессе разделения и становления и даже непосредственно процессы видообразования.

Часть этих феноменов ученым удалось воспроизвести в эксперименте; в некоторых случаях результаты таких экспериментов удавалось даже заранее прогнозировать (см., например, подверстку 3). Эта исследовательская программа далека от исчерпания (что видно хотя бы из того, что все пересказанные в подверстках исследования выполнены уже в XXI веке). Более того – именно в обличье СТЭ дарвинизм проник в ряд небиологических наук. В литературе по самым разным дисциплинам все чаще можно увидеть попытки эволюционно-селекционистской интерпретации чего угодно – от эволюции галактик и Вселенной в целом до решения инженерных проблем; от причин возникновения религии до устойчивости корпораций. Особенно заметна экспансия идей отбора в гуманитарные дисциплины, испытывающие сегодня явный дефицит «больших» теорий.

Однако, как это часто бывает, накопление успехов сопровождается накоплением трудностей, противоречий, нерешенных проблем.

Более подробно мы поговорим о них ниже. Здесь же отметим одну явную тенденцию: в центр внимания все более выходят сопряженная эволюция видов (их приспособление друг к другу) и эволюция экологических сообществ. Идея «нового синтеза» эволюционизма – на этот раз с экологией (аналогичного его синтезу с генетикой в середине ХХ века), – что называется, носится в воздухе. Буквально на наших глазах старая добрая теория естественного отбора формирует новую – третью по счету! – исследовательскую программу.

В следующем материале мы попытаемся очертить контуры этой программы и те проблемы, которые ей предстоит решить.

Продолжение следует

Источник: «Знание – сила» № 11, 2009,