Логіка та аналогії в теорії еволюції

Доктор біологічних наук А. К. Скворцов

Література, присвячена еволюційної теорії, неозора, і потік її не бракує. Це, звичайно, свідчить і про першорядної важливості цієї теорії, і про її безперервному розвитку. Але разом з тим не можна не помітити, що на сторінках преси з року в рік обговорюються одні й ті ж проблеми, або, вірніше, конкуруючі варіанти відповіді на все ще не вирішені теоретичні питання, в тому числі і самі основні: про спрямованість або ненаправленої еволюції, її адаптивності або неадаптівності, важливості або неважливості природного добору, переважної ролі дивергенції або конвергенції, дії однієї лише мікроеволюції або ж поряд з нею -- іншого, принципово відмінного процесу - Макроеволюція і т. д ... Знову відроджуються, лише кілька модернізуємо, ті ж розбіжності, що існували 50 або навіть 100 років тому, тобто теорія у відомому сенсі як би тупцює на місці. Спроби математизації еволюційної теорії, початок яким було покладено ще в 1930-х роках роботами Р. Фішера і С. Райта, захопили лише окремі її приватні аспекти і помітних змін в загальну ситуацію не внесли.

Мені здається, можна значно поліпшити становище, вирішити ряд старих проблем і швидше справлятися зі знову виникають проблемами, якщо ширше використовувати логіку і аналогії, тобто найбільш універсальні розумові інструменти. Звичайно, всі погодяться, що логіка в науці важлива і необхідна, в загальній формі це банальна істина, яку нема чого обговорювати. На ділі ж часто (і в історії еволюційної теорії чимало прикладів!) очевидні і логічно необхідні висновки отримують визнання з великим трудом, а явні алогізм тримаються довго і міцно. Таким чином, використання логіки й аналогій в біологічної теорії, зокрема в теорії еволюції, - зовсім не така проста справа.

Цілком зрозуміло, що виявлення і критика логічних дір в міркуваннях інших авторів не страхує самого критикує від таких дір. Тому я з вдячністю прийму від читача, і спеціаліста та неспеціаліста, вказівки на недоліки або логічні провали в моїх міркуваннях.

Особливості біологічної теорії

Часто доводиться чути: ось, існує теоретична фізика, але не можна сказати, що існує і теоретична біологія. Окремі теорії в біології є, однак теоретичної біології як особливої дисципліни немає, не сформульовані основні біологічні закономірності і у вигляді точних кількісних відносин. І це, кажуть, треба розцінювати як свідчення незрілості біології як науки. От якщо б вдалося запропонувати кілька фундаментальних рівнянь, з яких можна було б вивести всю біологію ...

Але чому, власне, неодмінно повинна існувати теоретична біологія як окрема дисципліна і чому її ідеалом треба вважати теоретичну фізику, а ідеалом всіх біологічних пояснень - математично формулируемого залежності? До того Чи ми прагнемо, чи там, де слід, шукаємо?

Жива матерія побудована з тих же елементів, що і нежива, але поки ми вивчаємо те загальне, що властиво живої та неживої матерії, ми залишаємося в рамках фізики та хімії. Біологію ж цікавить те, що відрізняє живе від неживого. Чи не повинна тому теоретична біологія якраз відрізнятися від теоретичної фізики, і чи не буде біологічна теорія тим більше біологічно, чим менше вона схожа на теорію фізичну?

В Насправді, для фізичних теорій ідеалом є необмежена можливість точних кількісно виражених пророкувань; в цих теоріях час (якщо не відсутній зовсім) розглядається як координата, рівноцінна просторовим.

В біології ж ситуація інша. Біологія має справу з процесами самоорганізації, саморегуляції і самовідтворення відкритих систем, з взаємодією цих систем як "по горизонталі" (тобто з системами того ж або близького рівня організації), так і "по вертикалі" (з урахуванням супідрядності цих рівнів). Системи ці наступності, вони отримують від своїх попередників і передають нащадкам не тільки речовина, але і - що ще важливіше - інформацію. При цьому життєдіяльність кожної системи аж ніяк не однакова на протязі її існування і не зумовлена цілком з самого початку: їй постійно доводиться вибирати той чи інший вид подальшої діяльності (поведінки). Вибір визначається в основному внутрішнім станом системи в даний момент і які надходять ззовні сигналами, але разом з тим майже завжди якусь роль грає і випадковість; діапазон такого вибору, природно, може обмежувати системи. У свою чергу, всякий раз зроблений вибір залишає той чи інший слід в системі, тим самим впливаючи на наступні вибори. Отже, вимоги повного детермінізму і повної точності прогнозів до біології зовсім непріложіми 1 . Час в біологічних процесах однонаправлено, є незворотнім і неповторно, тобто для біології координата часу не тільки абсолютно необхідна, але і принципово нерівнозначна координатами простору.

Таким чином, історизм - фундаментальна особливість живих систем. Звідси істотна необхідність не тільки синхронічний (миттєвої), а й діахронічний (історичної) їх характеристики 2 .

Тому, ймовірно, не тільки "поки що", а і в принципі найбільш загальні і фундаментальні біологічні теорії можуть бути сформульовані не в абстрактній математичної формі, а тільки у формі дискурсивної, у вигляді змістовних логічно несуперечливих висловлювань. Це, звичайно, не виключає можливості додання деяким теоретичним положенням біології характеру аксіом, з яких як слідства можуть бути виведені інші положення 3 . Не виключає це і доцільності використання математичних методів в біологічних дослідженнях, а також широкого співробітництва біології з фізикою, навпаки, належне розуміння специфіки кожної науки тільки сприяє міцності і продуктивності такої співпраці.

Біологічні об'єкти володіють колосальним якісним розмаїттям. Його масштаби вже на рівні видів вражають: наприклад, за сучасними оцінками, на Землі близько 300 тис. видів квіткових рослин і близько 2 млн. видів комах. Ще більше різноманітність індивідуальних організмів: адже при нормальному статевому розмноженні кожен індивід генетично чимось відрізняється від будь-якого іншого. Поки вивчення живих об'єктів відбувалося на рівні видів і організмів, можна було сподіватися, що на більш глибокому, молекулярному рівні якісна розмаїтість вдасться звести до єдиних кількісним закономірностям. Але молекулярна біологія цих надій не виправдала. Чи не виявилося і натяків на яку-небудь єдину закономірність, з якої б випливало, що при синтезі білка така-то амінокислота повинна кодуватися саме в такий-то набором нуклеотидів, або що в такому-то білку послідовність амінокислот повинна бути саме такий, чи що саме такий-то, а не інший білок повинен здійснювати певну функцію і т. д.

Якісне різноманіття біологічних об'єктів визначає наявність в біології безлічі приватних теорій, що не зводиться в єдину загальну теорію. Такі, наприклад, теорії однією з фундаментальних біологічних дисциплін - систематики. Так, твердження, що берези, широко розповсюджені в лісах нашої Європейської частини, Кавказу та Сибіру, являють собою два самостійних види, березу бородавчастої і березу пухнасту, - це приватна теорія, що пояснює ті подібності та відмінності (у морфології, біології, хімії, генетиці, екології, поширенні), які ми спостерігаємо, порівнюючи окремі екземпляри берез. При побудові такої теорії використовуються деякі загальні поняття або метатеоріі (зокрема, поняття виду), проте безпосередньо вивести цю конкретну приватну теорію з якої-небудь загальної не можна; не можна її і ні до якої загальної цілком звести. Інший висновок систематики рослин - що береза і вільха являють собою різні роди одного сімейства - відноситься вже до іншої приватної теорії, яка так само не зводиться ні до який більш загальної, а разом з тим і абсолютно незалежна від попередньої теорії, попри те, що і в тій, і в іншій фігурують берези.

Як же бути з оцінками "зрілості" або "незрілості" біології за ступенем подібності її теоретичного багажу з теоріями фізичними або за ступенем відомості її до кількісних закономірностям? Здається, ці критерії висуваються без належних підстав. У цьому можна переконатися на простому міркуванні. Якщо є деякі загальні критерії зрілості науки, вони, очевидно, мають бути однаково застосовні до всіх наук, у тому числі й до математики. А як за ступенем математизації визначити зрілість самої математики? Чи вважати її зрілою наукою вже з того моменту, коли наш далекий предок зумів констатувати, що 1 + 1 = 2? До того ж, те, що здається зрілим сьогодні, завтра може виявитися ще незрілих. Коротше кажучи, постановка питання про зрілість і висунення її як мети, до якої повинна прагнути біологія, виглядає досить сумнівно.

Орієнтуватися ж потрібно на справді існують і загальні всіх наук мета, методи та критерії. Мета - глибше пізнати явища реального світу (однак скільки б наука ні "зріла", мета ця все одно залишається попереду). Критерії науковості: несуперечність тверджень і їх перевірюваність 4 . Методи: спостереження, моделювання, логіка і інтуїція.

З названих методів спостереження, мабуть, в особливих поясненнях не потребує; щодо інших необхідні деякі коментарі.

Логіка та інтуїція - це антиподи і разом з тим доповнюють один одного союзники. Діалектика взаємовідносин логіки та інтуїції давно цікавить філософів 5 . Коротко, але вдало висловив суть справи відомий математик А. Пуанкаре: "Логіка та інтуїція відіграють кожна свою необхідну роль. Обидві вони неминучі. Логіка, яка одна може дати достовірність, є знаряддя докази; інтуїція є знаряддям винахідливості "6 .

Хоча Пуанкаре мав на увазі перш за все математику, його слова застосовні і до інших наук. При цьому може статися, що інтуїтивно деякий затвердження сформульовано (тобто висунута гіпотеза), але суворе логічне доказ ще не знайдено (зокрема, і в математиці деякі інтуїтивно запропоновані теореми десятиліттями чекали свого доведення). Буває й інакше: логічний зв'язок між деякими твердженнями встановити зовсім не важко, але тим не менш вона тривалий час залишається прихованою: не вистачає інтуїції, щоб визначити, де слід гарненько копнути лопатою логіки. Можливий і третій варіант: у досить, здавалося б, детально розроблених і прийнятих більшістю вчених теоретичних побудовах можуть існувати значні логічні діри, неузгодженості, але їх довгий час не виявляють.

Читач, ймовірно, відмітив, що в переліку наукових методів не згадані експеримент або використання математичного апарату. Справа в тому, що і експеримент, і встановлення математичних залежностей - це лише окремі випадки моделювання. Загалом вигляді моделювання можна визначити як зіставлення досліджуваного явища (об'єкта, процесу, закономірності) з моделлю - іншим явищем, яке ми вважаємо зрозумілим, тим самим ми наближаємося до розуміння досліджуваного явища. Словесний опис в точних термінах - теж окремий випадок моделювання, як і графічна схема, креслення, механічна або комп'ютерна модель. Для цієї задачі може бути створена спеціальна модель, але в якості моделі можуть бути використані і об'єкти, що вже існували до постановки цього завдання і незалежно від неї. Ефективність моделі визначається не стільки матеріалом, з якого вона побудована, або її походженням, скільки тим, якою мірою співвідношення компонентів і залежностей в ній аналогічно співвідношень в досліджуваному явищі.

Зараз в біологів особливо престижні математичні моделі, як мають строгу форму і більше пристосовані видавати кількісно виражені прогнози. Але разом з тим математичні моделі мають і недолік: вони будуються на основі деяких вихідних посилок, як правило, сильно спрощують реальну ситуацію, а абстрактний характер моделі часом ускладнює судження про її відповідність досліджуваному явищу. Ще видатний фізик XIX ст. Дж. Максвелл відзначав, що, вдаючись до математичних виразів, "ми цілком втрачаємо з уваги з'ясовні явища і тому не можемо прийти до більш широкого поданням про їх внутрішньої зв'язку "7 . Модель не абстрактна, а що має реальне зміст, виглядає не так строго (особливо в кількісному відношенні), але зате може виявитися більш наочною і адекватної досліджуваному явищу.

Цікавим і ефективним варіантом моделювання може служити проведення аналогій між явищами і процесами, що належать до далеких один від одного областях як самого реального світу, так і тих, хто вивчає його наук.

Вже К. Лінней у XVIII ст. використав аналогію для пояснення принципів систематики: він порівнював розділи природної системи з територіями на географічній карті. Ця проста, як би навіть наївна аналогія вдало відображає, по-перше, реальну природну цілісність систематичних одиниць, по-друге -- різноманітність їх величин, меж і внутрішнього змісту; по-третє - різну ступінь близькості одних до інших; нарешті, вона дозволяє розглядати назви таксономічних одиниць не як імена прозивним, а як імена власні -- подібно до географічних назв, що, звичайно, абсолютно правильно, хоча до сих пір не цілком усвідомлено.

Якщо б в подальшому систематики не забули цю ліннеевскую аналогію, їх сучасні теоретичні уявлення багато в чому виграли б; систематика не була б настільки прихильною до формалізму і схоластики, посилено що вноситься в неї позитивістським налаштованими авторами - "номіналіста", за термінологією Е. Майра 8 .

Відомо, що на хід думок Дарвіна при створенні теорії еволюції вплинули дві аналогії: практика селекціонерів і "теорія народонаселення" Мальтуса. При цьому не мало значення, чи справедлива теорія Мальтуса в тій галузі, для якої вона була запропонована: головний інтерес для Дарвіна представляла лише її логічна схема. У свою чергу, дарвінівська теорія еволюції використовувалася і продовжує використовуватися багатьма авторами в якості моделі-аналога для пояснення ряду інших процесів розвитку: мов, культури, науки і т. д.

І хоча аналогії широко застосовуються у фізиці, а з загальних філософсько-методологічних позицій правомірність їх використання досить серйозно обгрунтована, порівняння далеких один від одного об'єктів і процесів часто сприймається як щось не цілком наукове. Згадаймо, який опір зустріла кібернетика, яка будувалася на аналогії між досить віддаленими областями. Та й будь-який автор статті, що представляється в "серйозний" природничонауковий журнал, негайно відчує таке ж опір, якщо він наважиться в науковій статті проводити аналогії, наприклад з життєвою практикою, або цитувати ненаукову літературу: редактор це все "зарубає", і тут вже не те що К. Пруткова чи І. Крилова, а й самому О. Пушкіну пощади не буде 9 . Кілька років тому я, намагаючись пояснити, що мета біологічної систематики -- побудова системи, а не класифікації і що класифікація і система поняття абсолютно різні, наводив як аналогію той очевидний факт, що систему установ Академії наук не можна назвати класифікацією цих установ, так само як план міста не можна назвати класифікацією вулиць і будинків. Редактор засумнівався, допустимі такі аналогії в строгому науковому контексті. Мені вдалося переконати редактора їх не виключати, проте в науковості цих аналогій мені, здається, переконати його не вдалося.

Уточнення найважливіших понять

Причиною багатьох розбіжностей і непорозумінь в еволюційної теорії було те, що в одні і ті ж терміни і поняття різні дослідники вкладали різний зміст. Щоб уникнути таких непорозумінь уточнимо основні поняття, якими доведеться далі оперувати.

Еволюція - Послідовний, поступальний зміна в часі. При цьому зазвичай мається на увазі, що в спостережуваному зміну можна виявити деяку впорядкованість, виявити, хоча б ретроспективно, якусь певну траєкторію (але мова не йде про зміни ц?? циклічний характеру); швидкість змін не передбачається обов'язково постійною. Поняття "еволюція" застосовні до найрізноманітніших об'єктів: можна говорити про еволюцію Всесвіту, еволюції Сонячної системи, еволюції земної кори, про еволюцію культури і цивілізації, еволюції ідей будь-якого мислителя, еволюції костюма; в біології - про еволюцію всієї біоти Землі, видів і популяцій, органів і тканин, клітинних і внутрішньоклітинних структур, включаючи і молекулярні. Однак коли біолог каже просто "Еволюція", він має на увазі еволюцію на популяційно-видовому або надвідовом рівні організації життя. Вона полягає в тому, що відбувається в ряду поколінь зміні морфофізіологічні та екологічних характеристик організмів, заснованому на відповідному зміну закладеної в цих організмах генетичної інформації.

Філогенез (філогенії) - процес перетворення будь-якого розділу живого світу в ході еволюції за тривалі періоди часу; так само називають і конкретні результати цього процесу, представлені в усій своїй безперервності (історії). Результати філогенезу іменують і філогенетичний древом.

Генотип - Сукупність спадкової інформації, отриманої організмом, або, інакше, генетична програма організму, програма за все, на що даний організм протягом свого життя здатний. Протягом життя організму (а також, якщо така є, всього його вегетативного потомства) генетична програма, як правило, не змінюється. Зміни в ній можуть наступити тільки випадкові і непередбачувані. Поряд з індивідуальним генотипом окремого організму можна говорити про колективний генотипі (генофонд) популяції або виду.

Фенотип - Конкретний стан організму, що формується в результаті взаємодії генотипу і зовнішніх умов. На відміну від генотипу, фенотип безперервно змінюється протягом усього життя організму.

В. Йогансен, який на початку нашого століття запропонував поняття генотипу та фенотипу, володів зразковою ясністю думки та мови. Але з його часу біологія просунулася далеко вперед. Вже після робіт йогансена поряд з поняттям генотипу увійшло в побут поняття геному; ще пізніше стало використовуватися в біології уявлення про інформацію, виникли поняття "спадкова інформація", "Інформаційні молекули".

Геном - Структури, в яких закодована спадкова інформація, але вживання Цей термін не дуже чітке: іноді їм позначають тільки основний набір хромосом (X), іноді - гаплоїдний набір (п) або навіть диплоїдний (2п); говорять також про геномі хлоропластів або мітохондрій. Правильніше називати геномом сукупність усіх структур, що несуть закодовану спадкову інформацію.

Дуже важливо ясно уявляти критерій відмінності генотипу і фенотипу: всі структури організму - це частини фенотипу, у тому числі і ті структури (ядро, хромосоми, ДНК і РНК), в яких записана генетична програма. Генотип ж - це не структура, а тільки інформація, тобто якийсь смисловий зміст. Точно так само у книзі: папір і шрифт несуть в собі зміст, але самі змістом книги не є. Комп'ютер містить в собі різноманітну інформацію, але сам інформацією не є. Грунтуючись на деяких формальних підходах, можна й до інформації, і до різних речовим структурам докласти єдину міру невипадковості, або впорядкованості, наприклад, виразити її в бітах. Але звідси логічно не випливає тотожність понять "інформація" і "впорядкованість структури" - як з того, що кількість яблук і цвяхів можна виміряти кілограмами, не витікає тотожність яблук і цвяхів. Тому не можна ототожнювати процес добування інформації, записаної на певному матеріальному носії, за допомогою певного умовного коду, з процесом отримання інформації про деяке об'єкті в результаті дослідження його структури.

Ототожнюючи інформацію зі структурою, біолог заходить у глухий кут або приходить до постановки псевдопроблем. Наприклад, неодноразово піднімалося питання: у чому міститься більше інформації - в курки чи яйце? Поза сумнівом, на підставі вивчення структур дорослої курки можна написати набагато більш об'ємний трактат, ніж за результатами вивчення структур її яйця. Але, з іншого боку, оцінюючи потенційні можливості (генотип) яйця, можна сказати, що залежно від умов розвитку з нього може вийти кілька різних фенотипів, тобто інформації як ніби більше в яйці. Висновок: вивчення поставленого питання для біології не більше продуктивно, ніж вивчення його класичного попередника - питання: що було раніше - курка чи яйце?

Дарвінівська теорія еволюції (дарвінізм) - це теорія, в основі якої лежить дарвінівським уявлення про природний добір. З часів Дарвіна біологія пішла далеко вперед, тому цілком закономірно, що сучасний дарвінізм сильно відрізняється від уявлень самого Дарвіна і під час обговорення сьогоднішніх проблем теорії цитатами з праць Дарвіна вже нічого не довести, ні спростувати не можна. У сучасному розумінні дарвінівська теорія стосується тільки механізму еволюції. Механізм цей складається з взаємодії двох компонентів: генотипічну мінливості (у самому широкому сенсі) і природного відбору. Мінливість має ненаправленої характер і сама по собі, без відбору, до еволюції не приводить. Для здійснення ж відбору, щоб він не приводив просто до скорочення чисельності особин, необхідна достатня інтенсивність розмноження; її можна розглядати як третього необхідного компонента механізму еволюції.

Термін "Адаптація", а також похідні від нього ( "адаптуватися", "адаптований", "Адаптивний" і т. п.) мають точні російські еквіваленти: "пристосування", "Пристосовуватися", "пристосований", "пристосувальний" та ін Латинська приставка "ad" і російська "за" - однаково вимагають вказівки про пристосування до чого йдеться, який функціональний зміст даного пристосування. При цьому "Пристосування" в однаковій мірі можна розуміти як позначення і деякого процесу, і результату цього процесу; результат можна позначати також як "Пристосованість". Реально ми найчастіше маємо справу саме з результатами, т. тобто вже з пристосованістю до чогось.

До чому ж може бути пристосованість? Перш за все, звичайно, до умов існування. Але будь-яке існування складається з конкретних функцій. Отже, говорячи про клітку, тканина, орган, що вони адаптовані до певних умов, ми стверджуємо, що вони можуть успішно функціонувати в цих умовах; про організм ж або вид ми скажемо, що їх адаптація означає здатність у таких-то умовах успішно існувати. Наприклад, легені людини адаптовані до певного газовому складу повітря і певного атмосферного тиску - тобто в цих умовах вони успішно постачають тіло киснем і видаляють вуглекислоту. А пір'ястий ковила адаптований до певних грунтово-кліматичних умов і до біоценозу - Тобто здатен в цих умовах нормально існувати як вид.

Ніякого принципової різниці між поняттями адаптації та успішного функціонування або існування немає. Різниця в тому лише, що терміни "функціонування" або "Існування" можна вживати без посилань на будь-які умови, а кажучи про адаптації таку посилання потрібно дати. Всі спроби провести будь-яке принципова різниця між адаптацією та функцією абсолютно алогічні і довільні. На жаль, не уникнув тут алогізму навіть такий видатний теоретик еволюції, як І.І. Шмальгаузен 10 . Позначивши адаптацію як процес морфофізіологічні перебудови організму, обумовлений зміною зовнішньої середовища, і справедливо зазначивши, що під адаптацією розуміють також і результат цього процесу, тобто фізіологічну і морфологічну пристосованість, він потім стверджує, що тільки зміна функції є адаптація, ніяка ж конкретна функція (результат зміни!) адаптацією не є. У наявності не тільки явне суперечність між двома твердженнями (адаптація є також і результат процесу; результат процесу не є адаптація), але й явне незгоду з тією елементарної істиною, що в еволюції немає кінця, остаточного результату; всякий "результат" - лише якась точка безперервного шляху.

Будь-яка адаптація - явище складне, що складається з системи приватних адаптацій. Так, ефективність (тобто адаптованість) дихальної системи людини складається з ефективності її основних компонентів: скелетно-м'язового апарату, верхніх дихальних шляхів, бронхіальних древ, альвеол, кровоносних судин легенів. А успішна функція кожного з цих компонентів, у свою чергу, обумовлюється ефективністю ще більше приватних деталей - аж до молекул. Тому адаптивність кожної деталі будь-якого рівня можна розглядати окремо, але при цьому не можна вважати, що вона і формувалася, і існує самостійно: адже реальними об'єктами природного добору служать не окремі ознаки, а цілі організми; виходить, і всі адаптації виникають і мають сенс не самі по собі, а тільки в системі цілого організму.

Поняття адаптації не включає в себе вимог унікальності та оптимальності. Говорячи, що такий-то організм або вид адаптовані до якихось умов, ми зовсім не стверджуємо, що до цих же умов не можна бути адаптованим краще або ж зовсім іншим способом. Одну й ту ж задачу різні організми вирішують по-різному. По-різному пересуваються по поверхні землі жаба, ящірка і змія; по-різному проходить запилення у рослин; в натовпі людей на вулиці всі одягнені по сезону (адаптовані), але у всіх одяг різна; самі різні мови придатні для вираження однієї і тієї ж думки і т. д. І тим не менш часом висувається вимога, щоб адаптація підходила до умов існування, як ключ до замка, тобто була б єдино можливої і до того ж неодмінно оптимальної - вимога настільки ж нелогічне, як і небіологічное.

Не можна також випускати з уваги, що організм - це не тільки дорослий індивід: це весь онтогенез, починаючи від зиготи. І чи не найважливіша і відповідальна у всій життя особи завдання - без порушень пройти ранні стадії онтогенезу; на цих стадіях, стало бути, найголовніше прояв і головний критерій адаптованість - стійкість у здійсненні саме того конкретного шляху розвитку, який повинен привести до становлення досить життєздатною дорослої особи. Якщо ж стереотип раннього онтогенезу порушиться, то вийде, як у Пушкіна в "Казки про царя Салтана":

Народила цариця в ніч

Не то сина, не те дочка,

Не мишеня, не жабу,

А неведому звірятко.

А "Неведому звірятко" навряд чи можуть очікувати райдужні перспективи.

І, нарешті, останнє зауваження про адаптації: у рамках виду далеко не всі особи функціонально (тобто адаптивно) рівнозначні, і існують вони не ізольовано один від одного. Тому адаптованість виду - аж ніяк не проста сума (або середня величина) адаптованість окремих особин. Адаптація виду включає в себе і певні взаємовідносини між особинами і популяціями. Для еволюції ж, зрозуміло, найбільш важлива підсумкова адаптованість виду в цілому, як цілісної системи надорганізменних рівня. А так як вкрай різноманітні і зовнішні умови, з якими можуть стикатися організми, і адаптивні можливості самих організмів, то в результаті сукупність адаптації кожного виду виявляється специфічною, унікальною, відмінною від загальної адаптованість будь-якого іншого виду.

Логіка в історії еволюційної теорії

Чому еволюційна теорія Дарвіна, на противагу теорії Ламарка, що з'явилася на 50 років раніше, отримала разюче швидке і широке визнання? Адже вона, як і теорія Ламарка, не мала прямих доказів. Справа в тому, що теорія Дарвіна задовольняла логікою дослідника природи: вона пояснювала малозрозумілі явища через більш зрозумілі, доступні, принаймні в принципі, емпіричної перевірці. Ламарк же в якості пояснень висував принципи абстрактні, ще менше емпірично "відчутні" і перевіряються, ніж те, що вони покликані були пояснити. Дарвінівська ж теорія представлялася і досить внутрішньо логічною.

Однак вже незабаром після появи теорії Дарвіна в ній виявилися логічні недоробки. Перша з них, помічена в 1867 р. інженером Ф. Дженкіном (так званий "кошмар Дженкіна"), полягала в наступному: у дарвінівської схемою еволюційної дивергенції (розходження) не враховувалася можливість схрещування розійшовся між гілками, схрещування, яке має всю почалася дивергенцію звести нанівець. Тепер це ускладнення здається наївним, і вихід з нього логічно напрошується сам собою: потрібно прийняти просте додаткову умову - Ізоляцію, що перешкоджає схрещування дівергірующіх популяцій. Однак коли зоолог М. Вагнер в 1868 р. запропонував теорію географічного видоутворення, яка, по суті, і вводила це необхідна умова, то й сам Вагнер, і більшість дарвіністом визнали географічне видоутворення альтернативою теорії Дарвіна.

Серед генетиків побутує й інше уявлення про те, як був нейтралізований "кошмар". Вважають, що "кошмар Дженкіна" втратив значення в результаті робіт Г. Менделя, що показали дискретність одиниць спадковості, і тим самим, неспроможність колишніх уявлень про кількісну безперервності, "злитості" спадковості. Таким чином, якщо інформація, що з'явилася мутація в подальших поколіннях не виявляється, то, за Менделя, це не означає, що вона "Розчинилася": вона може тривало зберігатися у популяції в якості рецесивною, а потім знову виявитися в гомозиготному стані. Але неважко бачити, що такі міркування аж ніяк не усувають "кошмару Дженкіна". Адже поява нової мутації ще не є еволюційна дивергенція: це лише прояв індивідуальної мінливості, абсолютно невизначеною в сенсі адаптивного значення. Про еволюційної ж дивергенції можна говорити тоді, коли мутація закріпиться природним відбором в будь-якій частині вихідної популяції, але буде відображатися в інших частинах. А це і може відбутися тільки при їх ізоляції. В іншому разі нова мутація пошириться по всій популяції, і "кошмар Дженкіна" вступить в повну силу. До цього потрібно ще додати, що спадковість має дискретну структуру тільки для індивідуальних генотипів; колективний же генотип популяції може мати будь-які частоти алелей і тому з будь-яким мінливим ознаками може розглядатися в рамках концепції злитий спадковості.

Другий значною логічної недоробкою теорії Дарвіна була невідповідність ідеї природного добору поширеній серед біологів XIX ст. поданням про спадкування придбаних ознак, якого дотримувався і сам Дарвін, Адже якщо модифікації, тобто особливості фенотипу, придбані в онтогенезі у відповідь на деякі впливу зовнішнього середовища, успадковуються, то цим, очевидно, можна пояснити адаптивну еволюцію і без природного відбору. Цю логічну неув'язку не розпізнав ні сам Дарвін, ні перші прихильники його теорії. Більше того, коли О. Вейсман в Наприкінці XIX ст. зрозумів алогізм ситуації і висунув тезу про неуспадковане придбаних ознак 11 , То дарвіністи ще довгий час вважали вейсманізм теорією, що протистоїть дарвінізму.

Вейсман довів неуспадковане придбаних ознак як логічно, зіставляючи і аналізуючи відомі факти, так і прямим експериментом: відрубував мишам хвости протягом 22 поколінь підряд і не виявив безхвостих потомства. Цей експеримент Вейсмана визнали логічно непереконливим: мовляв, вивчалася успадкованого не природний адаптивної модифікації, а штучного ушкодження. Насправді логічно неспроможна така оцінка експерименту Вейсмана: по-перше, чимала частина фігурували в літературі прикладів нібито мав місце спадкування придбаних ознак також відносилася до різних ушкоджень 12 , По-друге, єдиним чітко сформульованим поданням про можливий механізм спадкування набутих ознак була гіпотеза пангенезіса Ч. Дарвіна (відповідно до якої з усіх органів тіла у статеві клітини надходять якісь дрібні "геммули", які передають потомству ознаки батьків), яка абсолютно розбивалася експериментом Вейсмана.

Але дляспростування тези про успадкування набутих ознак експеримент взагалі не потрібен, бо неважко показати, що це подання суперечить повсякденним фактам і підтримується тільки з допомогою довільних, що не витримують ні фактичної, ні логічної перевірки припущень і застережень, а то й просто міфів.

Наприклад, якщо світлошкірі подружжя переїхало на південь, придбали на південному сонечку темний колір шкіри, і в них народився темношкірий дитина, то вчений, переконаний у спадкуванні придбаних ознак, може сприйняти цей факт як доказ своєї правоти. Але вже звичайний життєвий досвід у такому поясненні змусить засумніватися. А сувора наукова логіка його і зовсім не прийме: адже в батьків шкіра потемніла тільки після тривалого впливу сонця, і якщо немовля народиться вже темним, значить, його шкіра має властивість, якого у батьків не було (про вищепленіі рецесивних генів тут не може йти мова, тому що гени темної забарвлення домінантним).

Представлення про успадкування набутих ознак заходить у глухий кут і перед тим звичайним фактом, що потомство не буде наслідувати настільки суттєвою "придбаної" характеристики батьків, як їхній вік: чи візьмемо ми насінину від тисячолітньої дерева або від молодого, щойно вступив у плодоношення, - в обох випадках сіянці будуть починати свій розвиток від однієї і тієї ж точки.

Вейсман висунув ще одна важлива теза: про відособленість "зародкової плазми" від "киргизькі". На сучасній мові ми б могли сказати, що кожна жива система складається з двох підсистем: несучої спадкову інформацію і управляє розвитком особи (зародковому плазма) і здійснює життєдіяльність (сома). При цьому елементи першої підсистеми - кодують структури - не можуть виникати заново або з інших структур тіла (соми) або перетворюватися в інші структури: вони множаться тільки відтворюючи себе шляхом матричної реплікації.

Очевидна тісний логічний зв'язок другої тези Вейсмана з перших - про неможливість спадкування набутих ознак; з поєднання обох тез випливає, що спадкова інформація в ході онтогенезу особи може тільки копіювати або ж "розгортатися" (виявлятися) на фенотип, але не може з фенотипу "Згортатися".

Фундаментальне значення положень Вейсмана не тільки для теорії еволюції, але й для всієї біології дозволяє говорити про них як про аксіоми біології. При цьому теза про відособленість кодують структур від соми, очевидно, в логічному порядку повинен бути першим; його можна назвати аксіомою організації живого (або першої аксіомою Вейсмана), а теза про неуспадковане придбаних ознак - аксіомою спадкування (або другий аксіомою Вейсмана) 13 .

Однак повне визнання ідеї Вейсмана отримали далеко не відразу. Коли в 1950-х роках Дж. Уотсон і Ф. Крик створили уявлення про подвійної спіралі ДНК як носія спадкової інформації, багато біологи сприйняли це мало не як потрясіння основ: панувало переконання, що