Закон наследования признаков ламарк
Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Закон наследования признаков ламарк». Также Вы можете бесплатно проконсультироваться у юристов онлайн прямо на сайте.
Жан-Батист Ламарк исходил из предпосылок, которые более поздние исследователи признали ошибочными: сотворение Богом материи, самопроизвольное зарождение жизни, отрицание вымирания видов и наличия нервной системы и полового размножения у низших животных…
Важно, что Ламарк опирался на две группы наблюдаемых фактов: … на наличие переходных форм между видами (как и трансформисты) и на возможность выстроить все живые существа в непрерывный восходящий ряд по признаку возрастания сложности их строения. Собственно, такой ряд, лестница существ, был построен ещё в XVIII в. швейцарским зоологом Ш. Бонне (1730-1793), а представления об уровнях сложности организмов, по сути о степени сходства с человеком, восходят к античной философии. Однако до Ламарка лестница была неподвижной: каждый вид существовал на своей ступени, отведенной ему Богом, а читался ряд сверху вниз, т. е. от человека к животным. Ламарк первым понял, что ряд этот не нисходящий, а восходящий, читаемый от низших форм жизни к высшим, и что лестница существ отражает эволюцию, т. е. процесс развития по пути усложнения организации.
Поэтому Ламарк и выделил два независимых направления эволюции: градацию, развитие от простого к сложному, и изменение под воздействием условий среды, создающее разнообразие видов на каждой ступени градации. Усложнение организации происходит, согласно Ламарку, под действием внутренне свойственного всем живым существам стремления к совершенствованию, по сути дела, принципа телеологического. Это стремление заложено в живой природе при сотворении мира. Сосуществование и низших и высших форм жизни Ламарк объяснял её постоянным самозарождением: низшие существа (например, одноклеточные) возникли недавно и ещё не успели продвинуться по пути градации.
Северцов А.С., Основы теории эволюции, М., Издательство МГУ, 1987 г., с. 3-4.
Изменение организмов под воздействием среды Ж.-Б. Ламарк объяснял при помощи двух законов:
Первый закон (закон получил впоследствии название принципа упражнения и неупражнения органов — Прим. И.Л. Викентьева). У всякого животного, не достигшего предела своего развития, более частое и более длительное употребление какого-нибудь органа укрепляет мало-помалу этот орган, развивает и увеличивает его и придаёт ему силу, соразмерную длительности употребления, между тем как постоянное неупотребление того или иного органа постепенно ослабляет его, приводит к упадку, непрерывно уменьшает его способности и, наконец, вызывает его исчезновение.
Второй закон (часто называется законом наследования благоприобретенных признаков и до сих пор обсуждается его сторонниками и противниками – Прим. И.Л. Викентьева). Всё, что природа заставила особей приобрести или утратить под влиянием условий, в которых с давних пор пребывает порода, и, следовательно, под влиянием преобладания употребления или неупотребления той или иной части (тела), — всё это природа сохраняет путём размножения у новых особей, которые происходят от первых, при условии, если приобретенные изменения общие обоим полам или тем особям, от которых новые особи произошли.
Совершенствуя и уточняя свою теорию,Ламарк во Введении к Естественной истории беспозвоночных дал новую, несколько расширенную редакцию своих законов эволюции.
1. Жизнь свойственными ей силами стремится непрерывно увеличивать объем всех своих тел и расширять размеры их до пределов, установленных ею.
2. Образование нового органа в теле животного происходит от новой появившейся и продолжающей чувствоваться потребности и от нового движения, которое эта потребность порождает и поддерживает.
3. Развитие органов и сила их действия всегда зависит от употребления этих органов.
4. Все, что приобретено, отмечено или изменено в организации индивидуумов в течение их жизни, сохраняется путем генерации и передаётся новым видам, которые происходят от тех, кто испытал это изменение.
Ламарк иллюстрировал свое теоретическое построение примерами.
Птица, которую влечёт к воде потребность найти добычу, необходимую ей для поддержания жизни, растопыривает пальцы ног, когда хочет грести и двигаться по поверхности воды. Благодаря этим непрерывно повторяющимся движениям пальцев кожа, соединяющая пальцы у их оснований, приобретает привычку растягиваться. Так, с течением времени образовались те широкие перепонки между пальцами ног, которые мы видим теперь у уток, гусей и т. д..
…Береговая птица, не любящая плавать, но которая всё же вынуждена отыскивать пищу у самого берега, постоянно подвергается опасности погрузиться в ил. И вот, стремясь избегнуть необходимости окунать тело в воду, птица делает всяческие усилия, чтобы вытянуть и удлинить свои ноги. В результате длительной привычки, усвоенной данной птицей и прочими особями её породы, постоянно вытягивать и удлинять ноги, все особи этой породы как бы стоят на ходулях, так как мало-помалу у них образовались длинные голые ноги…
«Закон упражнения и неупражнения органов».
Ламарк был первым натуралистом, который не ограничивался отдельными допущениями изменчивости видов. Он разработал первую целостную эволюционную теорию об историческом развитии органического мира от простейших форм, которые образовались из неорганической материи, до современных высокоорганизованных видов животных и растений. С позиций своей теории он рассматривал и происхождение человека.
Ламарк подробно анализирует предпосылки эволюции (изменчивость, наследственность), рассматривает главные направления эволюционного процесса (градации классов и многообразие в пределах класса как следствие изменчивости), пытается установить причины эволюции.
Ламарк успешно для своего времени разработал проблему изменчивости видов под влиянием естественных причин, показал значение времени и условий внешней среды в эволюции, которую рассматривал как проявление общего закона развития природы.
Заслугой Ламарка является и то, что он первым предложил генеалогическую классификацию животных, построенную на принципах родственности организмов, а не только их сходства.
Однако у теории эволюции Ламарка было множество недостатков. В частности, ученый считал, что наблюдаемые разрывы в естественном ряду органических форм (что даёт возможность их классифицировать) — это только кажущиеся нарушения единой непрерывной цепи организмов, объясняющиеся неполнотой наших знаний. Природа, по его мнению, представляет собой непрерывный ряд изменяющихся индивидуумов, а систематики лишь искусственно, ради удобства классификации, разбивают этот ряд на отдельные систематические группы. Подобное представление о текучести видовых форм стояло в логической связи с трактовкой развития как процесса, лишённого каких бы то ни было перерывов и скачков (так называемый плоский эволюционизм). Такому пониманию эволюции соответствовало отрицание естественного вымирания видов: ископаемые формы, по Ламарку, не вымерли, а, изменившись, продолжают существовать в обличье современных видов. Существование самых низших организмов, как бы противоречащее идее градации, объясняется их постоянным самозарождением из неживой материи. Согласно Ламарку, эволюционные изменения обычно не удаётся непосредственно наблюдать в природе лишь потому, что они совершаются очень медленно и несоизмеримы с относительной краткостью человеческой жизни.
А. «Закон упражнения и неупражнения органов».
“У всякого животного, не достигшего предела своего развития, более частое и более длительное употребление какого-нибудь органа укрепляет мало-помалу этот орган, развивает и увеличивает его и придает ему силу, соразмерную длительности употребления, между тем как постоянное неупотребление того или иного органа постепенно ослабляет его, приводит к упадку, непрерывно уменьшает его способности и, наконец, вызывает его исчезновение”.
Этот закон можно назвать законом изменчивости, в нем Ламарк акцентирует внимание на том, что степень развития того или иного органа зависит от его функции, интенсивности упражнения, что в большей мере способны изменяться молодые животные, которые еще развиваются. Ученый выступает против метафизического объяснения формы животных как неизменной, созданной для определенной среды. Вместе с тем Ламарк переоценивает значение функции и считает, что упражнение или неупражнение органа является важным фактором в изменении видов.
Упражнение органов происходит в результате того, что к ним под воздействием воли животного происходит усиленный приток «жидкостей». Например предку жирафа необходимо достать листву с высокого дерева, он пытается вытянуть шею, туда притекают «жидкости» и шея немного удленяется, этот признак передается по наследству. Если необходимость в удленение шеи происходит и потомков, то шея у животных в течении ряда поколений удленяется очень сильно. Органы могут и появлятся в результате такого притока жидкостей под влиянием воли животных, как например рога у оленей. Если органы не упражняются, как глаза у крота, то приток жидкостей к ним замедляется и органы постепенно отрафируются.
Такое направление притока «жидкостей» возможно лишь у высокоорганизованных животных. У низших животных и растений изменеие органов возможно только непосредственно под воздействием внешних условий, например как изменение формы листьев у водного лютика под водой и над водой.
Б. «Закон наследования приобретенных признаков»
“Все, что природа заставила особей приобрести или утратить под влиянием условий, в которых с давних пор пребывает их порода, и, следовательно, под влиянием преобладания употребления или неупотребления той или иной части (тела), — все это природа сохраняет путем размножения у новых особей, которые происходят от первых, при условии, если приобретенные изменения общи обоим полам или тем особям, от которых новые особи произошли”.
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 (первично сотворённые Богом материя как пассивное начало и природа как порядок и энергия для его осуществления; концепция пяти элементов, из которых важнейшую роль играет эфир, в виде «тонких флюидов» циркулирующий в органических телах; постоянное самопроизвольное зарождение жизни, в том числе её сложных форм, из неорганической и органической материи; отрицание вымирания видов; отрицание наличия нервной системы и полового размножения у «низших животных» и т. п.). В связи с этим, современный «ламаркизм» напоминает их лишь в самых общих чертах. В широком смысле к ламаркистским относят различные эволюционные теории (в основном, возникшие в XIX — первой трети XX веков), в которых в качестве основной движущей силы эволюции (изменения видов) рассматривается внутренне присущее организмам стремление к совершенствованию. Как правило, большое значение в таких теориях придаётся и влиянию «упражнения» и «неупражнения» органов на их эволюционные судьбы, поскольку предполагается, что последствия упражнения или неупражнения могут передаваться по наследству [1] .
Теория Ламарка не нашла понимания у современников. Часть учёных оставила «Философию зоологии» без всякого внимания, другие подвергли её жесткой критике. Ламарк преподнёс свою книгу в подарок Наполеону Бонапарту, но и у императора она не вызвала никаких симпатий.
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 была развитием идеи Ламарка о наследовании приобретённых признаков.
Но, тем не менее, возрождение ламаркизма началось именно с появлением эволюционной теории Дарвина в 1859 году.
В системах моделирования искусственной жизни ламаркизм в сочетании с «генетической памятью» довольно часто применяется для ускорения эволюции врождённого поведения, для этого вся память моделируемой особи передаётся её потомству. В отличие от классической генетической памяти потомству передаётся память только предыдущего поколения. [ прояснить ] При этом ламаркизм может совмещаться с дарвинизмом, который может использоваться для моделирования других аспектов моделей организмов [5] .
Проявление у гибридов признака только одного из родителей Мендель назвал доминированием.
При скрещивании двух гомозиготных организмов, относящихся к разным чистым линиям и отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных проявлений признака, всё первое поколение гибридов (F1) окажется единообразным и будет нести проявление признака одного из родителей
Этот закон также известен как «закон доминирования признаков». Его формулировка основывается на понятиичистой линии относительно исследуемого признака — на современном языке это означает гомозиготность особей по этому признаку. Мендель же формулировал чистоту признака как отсутствие проявлений противоположных признаков у всех потомков в нескольких поколениях данной особи при самоопылении.
При скрещивании чистых линий гороха с пурпурными цветками и гороха с белыми цветками Мендель заметил, что взошедшие потомки растений были все с пурпурными цветками, среди них не было ни одного белого. Мендель не раз повторял опыт, использовал другие признаки. Если он скрещивал горох с жёлтыми и зелёными семенами, у всех потомков семена были жёлтыми. Если он скрещивал горох с гладкими и морщинистыми семенами, у потомства были гладкие семена. Потомство от высоких и низких растений было высоким. Итак, гибриды первого поколения всегда единообразны по данному признаку и приобретают признак одного из родителей. Этот признак (более сильный, доминантный), всегда подавлялдругой(рецессивный).
Тезис ламаркизма о наследовании приобретенных изменений вызвал наибольшее количество споров, которые продолжаются и по сей день. Тем не менее, и в настоящее время ряд ученых продолжают выступать с ламаркистскими концепциями. Из наиболее значимых попыток следует отметить труды австралийского иммунолога Эдварда Стила [2] , который полагает, что описанные им явления в области трансплантации тканей получают более удовлетворительное объяснение с ламаркистских позиций.
Закон наследования приобретенных признаков
Классический пример, используемый для объяснения его концепции — удлиненная шея жирафа. Согласно теории Ламарка, если животному в течение его жизни приходилось долгое время напрягать шею для того, чтобы достать до высоких ветвей, в итоге она начинала вытягиваться. Основным минусом его теории было то, что он не мог объяснить, как это может произойти, хотя обсуждал «естественную тенденцию к совершенству».
Другой пример, который использовал Ламарк, — пальцы ног водоплавающих птиц. Он предположил, что годами напрягая пальцы ног, преодолевая сопротивление воды, эти птицы получили удлиненные перепонки, чтобы лучше плавать. Эти два примера показывают, как использование какого-то органа может изменить характерную черту вида. По тому же принципу Ламарк утверждал, что прекращение подобной работы приводит к атрофированию признака. Крылья пингвинов, например, меньше, чем у других птиц, потому что они не используют их для полетов.
Второе основное положение эволюционной теории Ламарка было посвящено наследованию приобретенных черт. Ученый считал, что измененные или приобретенные черты могут быть переданы потомству. Жирафы, у которых появились длинные шеи, будут иметь потомство с длинными шеями, а не с короткими. Такой тип наследования иногда называют вторым законом ламаркизма. Но он был опровергнут после открытия наследственной генетики.
Основное положение теории Ламарка о наследовании, которое выдержало испытание временем — идея, что эволюционные изменения происходят постепенно и постоянно. Он изучал древние ракушки и заметил, что чем старше они были, чем проще выглядели. Из этого он пришел к выводу, что виды начали с простоты и последовательно усложнялись или совершенствовались.
То, что сегодня называют теорией эволюции Ламарка, на самом деле не было его идеей. Имя настоящего ее создателя потерялось в истории. Ламарк описал эту теорию в одной из своих книг. И было очевидно, что изначальная идея была не его собственной. Основные положения теории Ж.-Б. Ламарка стали очень популярны, и в результате идеи стали ассоциироваться с его именем. Современная эпигенетика тоже не является результатом труда этого ученого.
Основные положения теории Жана-Батиста Ламарка — это теория не эволюции, а адаптации, которая является лишь частью эволюции. Она аналогична естественному отбору, а не эволюционной теории в целом. Теория Ламарка перестала быть популярной, так как было установлено, что ее первый постулат, принцип использования и неиспользования определенных органов, можно применить лишь к небольшому количеству органов, систем или приспособлений. А для большинства наследственных черт такой механизм просто не работает.
Закон наследования приобретенных признаков ламарк
Наконец, если бы этот принцип был общим для всех животных, можно было бы ожидать, что потомство, родившееся в конце жизни родителя, будет иметь более развитые приобретенные характеристики, чем то потомство, которое родилось в начале его жизни. Поскольку родитель жил дольше и у него было больше времени, чтобы приобрести больше характеристик, переданные черты могли быть совсем другими. Кроме того, были найдены убедительные доказательства несостоятельности основных положений эволюционной теории Ж.-Б. Ламарка, потому что многие приобретенные черты не передаются по наследству. Но все же эти черты по-прежнему развивались и менялись с течением времени. Это говорит о том, что механизм наследования, названный Ламарком, не может быть основной причиной приспособительных изменений в процессе эволюции. Но с другой стороны, это не исключает возможности того, что механизмы, описанные ученым, могут быть ответственны за некоторые эволюционные адаптации как незначительные. Но до сих пор не было ни одного наблюдения какого-либо признака, развивающегося в результате передачи приобретенных характеристик.
В наше время многие уверены, что Чарльз Дарвин полностью отрицал учение Ламарка, включая НПП. Вызвано это тем, что в школах и вузах сегодня преподают синтетическую теорию эволюции, однако связывают ее с именем Дарвина.
На самом деле первоначальный дарвинизм не был столь близок к современной науке. Расхождение у Дарвина с Ламарком было в основном по первому пункту — о стремлении жизни к совершенству. Всю эту метафизику Дарвин поменял на естественный отбор и оказался абсолютно прав.
Барьер Вейсмана был подтвержден молекулярной биологией и надолго превратился в догму. А любые попытки заявить о возможности НПП вызывали у научного сообщества раздражение и неприязнь. Почему? Дело в том, что в развитие эволюционной теории вмешалась политика.
И тут нам придется затронуть такую непростую тему, как деятельность академика Трофима Денисовича Лысенко, который долгие годы фактически возглавлял советскую биологическую науку.
Итак, правило Вейсмана на несколько десятилетий стало аксиомой. Однако эволюционные механизмы были гораздо сложнее, чем казалось ученым на первый взгляд. Постепенно у них появлялись все новые и новые «нестыковки» с барьером Вейсмана.
Например, в эту картину совсем не вписывался вирусный перенос генетической информации. Оказалось, что вирусы, покидая клетку-хозяина, могут захватывать из нее кусочки ДНК и переносить их в другие клетки.
Вскоре ученым стало понятно, что врожденные признаки организма зависят не только от ДНК. Вот только несколько примеров:
— Мыши-полевки в период похолодания рождаются с более густой шерстью. Эти изменения не затрагивают строение ДНК и зависят от концентрации мелатонина в организме матери.
— В 1998 году швейцарский ученый Ренато Паро обнаружил аналогичный эффект у дрозофил. Он проводил опыты с мушками, у которых в результате мутации глаза стали желтого цвета. Когда же ученый повысил температуру среды, на свет снова начали появляться особи с нормальными глазами. И этот признак передавался в течение еще четырех поколений.
— Нечто похожее можно наблюдать и у людей. Оказалось, что предрасположенность взрослого человека к диабету 2-го типа зависит от месяца его рождения. При этом сама болезнь часто проявляется только в возрасте 50-60 лет.
Чтобы объяснить все эти явления, ученые выдвинули интересную гипотезу. Они предположили, что таким способом организм родителей помогает детям быстро приспособиться к изменениям окружающей среды.
Например, если организм матери не получает достаточного количества питательных веществ, то у ее детей будет проявляться склонность к ожирению. Ведь с точки зрения природы, это качество поможет им выжить в голодные годы.
Самое интересное, что эти изменения вообще не затрагивают структуру ДНК, но при этом часто передаются по наследству. Изучением таких изменений занимается эпигенетика — одно из самых молодых и перспективных направлений биологии.
2. Эволюционная теория Ж. Б. Ламарка
Наша иммунная система — одно из самых удивительных изобретений эволюции. Ученые долго ломали голову, как лимфоциты умудряются создавать столько разнообразных антител. Ведь в организме человека их может быть до одного миллиона, и чтобы их произвести нам понадобилось бы почти два миллиона генов.
Но у людей их всего около 30 тысяч. Как же так?
Оказалось, что антитела не запрограммированы заранее, а создаются по мере необходимости из специальных генов-заготовок. Когда наш организм сталкивается с неизвестным возбудителем заболеваний, заготовки начинают интенсивно мутировать. Рано или поздно из них получается необходимое антитело, которое и побеждает врага.
Первый закон, или закон об изменчивости,— у всякого животного более частое и более длительное употребление органов приводит к их увеличению и, наоборот, неупотребление — к уменьшению или исчезновению.
Второй закон, или закон о наследственности,— все, что приобретено организмами под влиянием внешних условий и в результате упражнений или утрачено из-за неупотребления, наследуется потомками, если эти изменения присущи обоим полам или тем особям, от которых происходят потомки.
Для доказательства правильности выведенных им законов Ламарк ссылался на многочисленные примеры. Наличие плавательных перепонок на ногах водоплавающих птиц он объяснял тем, что при плавании птицы стремятся растягивать пальцы: в силу этого кожная складка растягивается, а приобретенный признак передается по наследству.
Более того, в каждом новом поколении этот признак, благодаря упражнению, усиливается и снова, уже в увеличенном виде, наследуется потомками.
Точно так же длинные ноги и длинная шея у береговых птиц, по Ламарку, обусловлены тем, что птицы их вытягивают, стремясь не замочить тело при ходьбе по болоту и добывании пищи со дна. Длинная шея и ноги у жирафа — результат вытягивания их при доставании листьев с высоких деревьев.
Гипотеза наследования приобретенных признаков, впервые сформулированная Ламарком, в течение целого столетия являлась предметом острых дискуссий. Данные современной генетики говорят о ее полной научной несостоятельности.
Как известно, упражнениями можно достичь в ряде случаев увеличения или уменьшения размеров некоторых органов в пределах нормы реакции, но эти изменения не сопровождаются соответствующими изменениями в половых клетках, так как являются модификациями. Для появления новых признаков, передающихся по наследству, необходимо возникновение мутаций, т.е. изменений генетической информации в половых клетках.
Исходя из представления Ламарка, невозможно понять появление таких признаков, как покровительственная окраска и мимикрия (например, сходство гусеницы с формой и окраской сучка). Естественно, что животные не могут «упражнять» окраску или форму тела. Тем более не выдерживает критики положение Ламарка о присущей якобы организмам тенденции к совершенствованию, обусловливающей их прогрессивное развитие.
Несмотря на ошибочные тезисы Ламарка, которые были опровергнуты исследователями процесса эволюции, теория ученого обладает определенными достоинствами:
- Целостность. Ламарк системно смотрел на проблемы теории эволюции и старался учитывать предпосылки эволюционных факторов, их причины и направления процесса развития организмов.
- Обоснованное утверждение о безграничности изменений видов. Сам процесс развития организмов Ламарк заметил благодаря изучению «спорных», неясных видов, которые трудно определялись от других. Исследователь видел в них промежуточные этапы полного отделения одного вида от другого, что доказывает существование эволюции.
- Для своего времени Ламарк высказал новую и интересную мысль о наследственном закреплении и необратимости развития как условия и основной особенности вновь образующихся видов. Ученый решил изучить влияние внешних факторов шире, чем его предшественники, указав на необратимую сторону процесса эволюции. Ламарк хотел показать, что временной фактор, наряду с воздействиями извне, способен ненаследственные особенности организма превратить в наследственные, стимулируя выделение новых видов.
Сравнение теорий Дарвина и Ламарка можно произвести по нескольким позициям:
- Ламарк придерживался метафизического мышления, который рассматривает вещи и процессы природы в их обособленности, вне их общей связи и в неподвижном состоянии. Дарвин опирался на материалистическое мировоззрение, благодаря которому он сформировал систему живых существ, которая опиралась на материалистическую основу.
- Ламарк считал, что приспособительная изменчивость непосредственно передается по наследству. Дарвин же не считал, что существует непосредственная связь между наследственностью и изменчивостью и ввел новые элементы в теорию эволюции: борьба за существование и естественный отбор. Первый элемент связан с тем, что организмы всегда стремятся к размножению, однако выжить удается не всему потомству. Также в процессе развития особи сталкиваются с факторами внешней среды, которые могут быть как благоприятными, так и негативными для роста и размножения. Второй элемент — естественный отбор, представляющий собой процесс отбора генотипов особей, наиболее приспособленных к данным условиям среды, и устранения генотипов особей, менее приспособленных к данным условиям.
- Дарвин выявил определенный и неопределенный вид изменчивости, первый из которых, вопреки однозначным взглядам Ламарка, не передается по наследству. Определенная изменчивость позволяет организмам в определенных условиях одинаково реагировать на воздействия извне. Неопределенная изменчивость формируется случайно и передается по наследству. Она может усиливаться и мутировать.
- Определяя мутации, Дарвин выделял полезные, вредные и нейтральные изменения организма. Полезные мутации приводят к повышенной устойчивости организма (например, устойчивость тараканов к ядохимикатам). Вредные мутации включают в себя глухоту или дальтонизм. Нейтральные мутации никак не отражаются на жизнеспособности организма (цвет глаз, группа крови). Ламарк считал, что изменчивость может быть исключительно полезной и нужной для организма; Дарвин определял генеративные мутации, которые могут быть генные, хромосомные и геномные, передающиеся по наследству.
Через несколько лет после сметри Дарвина немецкий ученый Август Вейсман показал, что, если отрубать крысам из поколения в поколения хвосты, это не приводит к рождению бесхвостых крысят. Другой эксперимент состоял в том, что черным мышам пересаживали яичники белых мышей, и мышата рождались белые. На основании подобных экспериментов был сформулирован принцип «Вейсмановского барьера»: клетки тела не могут передавать информацию половым клеткам.
Развитие молекулярной биологии еще сильнее укрепило в сознании ученых этот барьер, действительно превратив его в догму. Было установлено, что информация, записанная в ДНК, сначала должна быть «переписана» на молекулу РНК (этот процесс называется «транскрипция»). Затем специальные сложные молекулярные комплексы – рибосомы – считывают информацию с молекулы РНК, синтезируя молекулу белка в точном соответствии записанной в РНК инструкцией. Этот процесс называется «трансляцией». Белки выполняют огромное множество функций и, в конечном счете, именно они определяют строение организма (фенотип). Таким образом, информация движется в одном направлении – от ДНК к РНК, от РНК — к белкам. Никаких механизмов переноса информации в обратную сторону – от белков к РНК или от РНК к ДНК – поначалу обнаружено не было, что и укрепило веру в невозможность такого переноса.
Потом, правда, оказалось, что есть вирусы, у которых хранилищем наследственной информации служат молекулы РНК (а не ДНК, как у всех прочих организмов), и у них есть специальный фермент обратная транскриптаза, которые умеют осуществлять «обратную транскрипцию», т.е. переписывать информацию из РНК в ДНК. Созданная таким путем ДНК встраивается в хромосомы клетки-хозяина и размножается вместе с ними. Поэтому с такими вирусами очень трудно бороться (один из них – это вирус ВИЧ). Но вот «обратной трансляции» – переписывания информации из белков в РНК – так ни у кого и не обнаружили. По-видимому, такого явления в природе действительно не существует.
Конечно, изменения, происходящие в клетках тела в течение жизни, отражаются в первую очередь на белках, но не только. В каждой клетке есть и РНК, и ДНК, и изменения могут затронуть и их тоже. Если мутация возникает при образовании половой клетки, она, естественно, передается по наследству. Обычно считается, что такие мутации происходят совершенно случайно. Так возникает изменчивость, служащая материалом для естественного отбора. Но мутации могут происходить при делении любых клеток тела, а не только при образовании яйцеклеток и сперматозоидов. Такие мутации называются соматическими (от «сома» – тело) и приводят к возникновению участков измененных тканей. Понятно, что соматические мутации могут быть вызваны различными воздействиями внешней среды, и в какой-то мере, возможно, несут информацию об этих воздействиях, которая могла бы оказаться полезной для будущих поколений.
Классическая генетика отрицает возможность наследования соматических мутаций. Считается, что изменения клеток тела не могут отразиться на генах половых клеток. По-видимому, в большинстве случаев это утвержение справедливо. Но Природа, сколько бы мы ее ни изучали, всегда остается неизмеримо сложнее любых наших теорий. И из всякого придуманного нами «закона» обязательно находятся исключения. Похоже, в данном случае исключения тоже существуют.
У одноклеточных организмов нет разделения «соматические» и «половые» клетки. Их единственная клетка является одновременно и половой, и соматической, и любые произошедшие в ней изменения генов, естественно, передаются потомкам. А гены у одноклеточных организмов изменяются довольно часто. И это не только мутации. У них очень широко распространен горизонтальный обмен генетическим материалом (см. об этом наш обзор).
У многоклеточных организмов «горизонтальный обмен», по-видимому, играет гораздо меньшую роль. Вместо него развились более совершенные механизмы перекомбинирования наследственной информации, связанные с половым размножением. К тому же половые железы у высших многоклеточных действительно ограждены от влияний внешней среды особым барьером, через который могут проникать только очень немногие вещества (в основном это небольшие молекулы).
Недавно открыто еще несколько способов передачи по наследству приобретенных признаков. Эти способы не связаны с изменениями самого «текста», записанного в структуре молекул ДНК, то есть с мутациями. Поэтому такую наследственность называют «эпигенетической», или «надгенетической».
Один из таких «эпигенетических» механизмов – метилирование ДНК. Оказалось, что в процессе жизнедеятельности к молекулам ДНК в клетках (в том числе и в половых) специальные ферменты «пришивают» метильные группы (-CH3). Причем к одним генам метильных групп пришивают больше, к другим – меньше. Распределение метильных групп по генам («паттерн метилирования») зависит от того, насколько активно тот или иной ген используется. Получается совсем как с «упражнением» и «неупражнением» органов, которое Ламарк считал причиной наследственных изменений. Поскольку «паттерн метилирования» передается по наследству, и поскольку он, в свою очередь, влияет на активность генов у потомства, легко заметить, что здесь может работать совершенно ламарковский механизм наследования: «натренированные» предками гены будут и у потомства работать активнее, чем «ослабевшие» от долгого неиспользования.
Другой вариант «эпигенетического» наследования приобретенных признаков основан на системах взаимной активации и инактивации генов. Допустим, ген А производит белок, одно из действий которого состоит в блокировании работы гена Б, а ген Б, в свою очередь, кодирует другой белок, способный «выключать» ген А. Такая система может находиться в одном из двух состояний: либо ген А работает, и тогда ген Б выключен, либо наоборот. Допустим, что переход системы из одного состояния в другое может происходить только в результате какого-то особенного внешнего воздействия, и случается такое редко. То состояние, в котором находится эта двухгенная система в клетках матери, будет через яйцеклетку передаваться ее потомству (поскольку сперматозоид содержит пренебрежимо малое количество белков). Если же в течение жизни матери система переключится в другое состояние, то этот приобретенный признак передастся потомству, родившемуся после «переключения». Опять получается наследование по Ламарку. См. об этом механизме («двухоперонные триггеры») в статье В.А.Ратнера.
Что же касается мутаций, то и тут классические «неодарвинистские» представления оказались не совсем верными. Мутации, по-видимому, не являются полностью случайными. Хорошо известно, что разные участки генома мутируют с разной скоростью, причем у каждого участка эта скорость довольно постоянна. По-видимому, это означает, что одним генам организм «разрешает» мутировать чаще, чем другим. А недавно появилось хорошо обоснованное предположение, что в клетках существуют специальные механизмы для целенаправленной регуляции скорости мутаций определенных участков генов.
Способность клеток контролировать скорость мутирования разных генов особенно ярко проявляется в работе иммунной системы. Биологов и медиков давно интересовал вопрос, каким образом удается белым кровяным клеткам – лимфоцитам производить такое огромное разнообразие антител, используемых для борьбы с различными инфекциями. Антитела – это белки, которые умеют безошибочно узнавать определенные бактерии, вирусы, а также чужеродные белки и углеводы, и прикрепляться к ним, что приводит к обезвреживанию самих возбудителей или выделяемых ими токсинов. По примерным оценкам, организм человека способен производить не менее миллиона разных антител. Даже если в организм вторгается совершенно новый вирус, которого никогда раньше не было в природе, уже через несколько дней в крови можно обнаружить антитела, которые безошибочно узнают и «связывают» именно этого возбудителя (и никакого другого!).
Организм человека не может заранее заготовить антитела на все случаи жизни, включая появление ранее неведомых бактерий и вирусов! Для кодирования миллиона антител понадобилось бы два миллиона генов (поскольку каждое антитело состоит из двух белковых молекул), но ведь после расшифровки человеческого генома выяснилось, что у человека всего-навсего сорок тысяч генов. Впрочем, еще задолго до расшифровки генома стало очевидно, что гены большинства антител, образующихся в крови при различных инфекциях, не закодированы в геноме изначально, а «изготавливаются» по мере необходимости из небольшого числа генов-заготовок. Происходит это путем интесивного мутирования. В «гены-заготовки» вносятся случайные изменения (соматические мутации) до тех пор, пока не получится нужный белок – такой, который будет безошибочно «узнавать» нового возбудителя. При этом происходит отбор лимфоцитов: если вырабатываемое лимфоцитом антитело хорошо связывается с новым возбудителем, такой лимфоцит размножается (делится), если нет — погибает.
Таким образом, у клеток есть возможность целенаправленно изменять собственный геном. Конечно, клетки не могут исследовать новый вирус и «рассчитать», какой именно белок в данном случае нужен. Им приходиться действовать «методом оптимизированного случайного тыка». Оптимизированного – потому, что имеются хорошие заготовки, и клетки «знают», в какие участки этих заготовок следует вносить случайные изменения. И это уже немало!
Но самое интересное еще впереди. Группа австралийских иммунологов собрала убедительные данные, показывающие, что изменения, приобретенные генами иммунных белков в течение жизни организма, могут передаваться по наследству. И тогда потомство оказывается уже от рождения более устойчивым к некоторым возбудителям. Австралийцы предположили механизм, благодаря которому приобретенный признак (ген нового антитела) может быть передан из лимфоцитов в половые клетки. Установлено, что лимфоциты образуют внутри себя эндогенные РНК-содержащие вирусы, которые могут захватывать молекулы РНК, несущие информацию о строении нового антитела. Эти «вирусы собственного изготовления» выходят из лимофцитов и разносятся с кровью по организму. Возможно, они могут попадать и в половые клетки (хотя это пока не доказано). Здесь методом обратной транскрипции генетическая информация переписывается с РНК на ДНК, и получившийся фрагмент ДНК встраивается в одну из хромосом половой клетки.
Если гипотеза австралийских иммунологов окажется правильной, это подтвердит не только справедливость идей Ламарка о наследовании приобретенных признаков, но и всеми позабытую и преданную анафеме теорию Дарвина о «геммулах» и «пангенезе». Ведь самодельные РНК-вирусы, образующиеся в лимофцитах, по всем признакам и свойствам точно соответствуют «геммулам», существование которых предсказывал великий Дарвин.
О «мутационных спектрах», механизмах избирательного мутирования разных генов, и возможной эволюционной роли этих механизмов см. статью В.А.Ратнера «Внешние и внутренние факторы и ограничения молекулярной эволюции»
Сенсационная книга австралийских иммунологов: Э.Стил, Р.Линдли, Р.Бландэн. «Что, если Ламарк прав? Иммуногенетика и эволюция». Популярно изложено строение иммунной системы позвоночных и механизм образования новых специфических антител методом соматического «гипермутирования» иммуноглобулиновых генов и отбора лимфоцитов. Обоснована гипотеза о возможном механизме наследования приобретенных признаков в иммунной системе.
О неслучайном характере «случайных» изменений генома. Геном как развивающаяся система. Возможность осмысленных перестроек. Из кн. В.А.Красилова «Нерешенные проблемы теории эволюции», раздел «Геном».
- Происхождение растений. Основные этапы развития растительного мира / Параграф 58
- Взаимосвязи растений в сообществе / Параграф 57
- Предпосылки возникновения теории Ч. Дарвина / Параграф 1.2
- Становление наук о человеке / Параграф 2
- Систематическое положение человека / Параграф 3
Классический пример, используемый для объяснения его концепции — удлиненная шея жирафа. Согласно теории Ламарка, если животному в течение его жизни приходилось долгое время напрягать шею для того, чтобы достать до высоких ветвей, в итоге она начинала вытягиваться. Основным минусом его теории было то, что он не мог объяснить, как это может произойти, хотя обсуждал «естественную тенденцию к совершенству».
Другой пример, который использовал Ламарк, — пальцы ног водоплавающих птиц. Он предположил, что годами напрягая пальцы ног, преодолевая сопротивление воды, эти птицы получили удлиненные перепонки, чтобы лучше плавать. Эти два примера показывают, как использование какого-то органа может изменить характерную черту вида. По тому же принципу Ламарк утверждал, что прекращение подобной работы приводит к атрофированию признака. Крылья пингвинов, например, меньше, чем у других птиц, потому что они не используют их для полетов.
То, что сегодня называют теорией эволюции Ламарка, на самом деле не было его идеей. Имя настоящего ее создателя потерялось в истории. Ламарк описал эту теорию в одной из своих книг. И было очевидно, что изначальная идея была не его собственной. Основные положения теории Ж.-Б. Ламарка стали очень популярны, и в результате идеи стали ассоциироваться с его именем. Современная эпигенетика тоже не является результатом труда этого ученого.
Наконец, если бы этот принцип был общим для всех животных, можно было бы ожидать, что потомство, родившееся в конце жизни родителя, будет иметь более развитые приобретенные характеристики, чем то потомство, которое родилось в начале его жизни. Поскольку родитель жил дольше и у него было больше времени, чтобы приобрести больше характеристик, переданные черты могли быть совсем другими. Кроме того, были найдены убедительные доказательства несостоятельности основных положений эволюционной теории Ж.-Б. Ламарка, потому что многие приобретенные черты не передаются по наследству. Но все же эти черты по-прежнему развивались и менялись с течением времени. Это говорит о том, что механизм наследования, названный Ламарком, не может быть основной причиной приспособительных изменений в процессе эволюции. Но с другой стороны, это не исключает возможности того, что механизмы, описанные ученым, могут быть ответственны за некоторые эволюционные адаптации как незначительные. Но до сих пор не было ни одного наблюдения какого-либо признака, развивающегося в результате передачи приобретенных характеристик.
Эпигенетика — это механизм, с помощью которого родитель иногда в ответ на стимулы внешней среды различного рода может изменить экспрессии генов или фенотип клетки без изменения ДНК. Это в основном частный пример нормальной фенотипической пластичности, в котором организм может изменить картину экспрессии генов подмножеств собственных клеток в ответ на экологические триггеры. Это может произойти в гаметах, поэтому оказывает влияние на потенциальное потомство. Но это ни в коем случае не «наследование приобретенных характеристик», как говорилось в основных положениях теории Ламарка. Новых характеристик не приобретается. Гены, чьи модели экспрессии изменились, уже были там и не изменяются. Другими словами, потенциал для фенотипической пластичности был там, эволюционировав, предположительно, через дарвиновские механизмы за несколько поколений до этого.
У всякого животного, не достигшего предела своего развития, более частое и более длительное употребление какого-нибудь органа укрепляет мало — помалу этот орган, развивает и увеличивает его и придает ему силу, соразмерную длительности употребления, между тем, как постоянное неупотребление того или иного органа постепенно ослабляет его, приводит к упадку, непрерывно уменьшает его способности и, наконец, вызывает его исчезновение.
Все что природа заставила особей приобрести или утратить под влиянием условий, в которых с давних пор пребывает их природа и, следовательно, под влиянием преобладания или неупотребления той или иной части тела, — все это природа сохраняет путем размножения у новых особей, которые происходят от первых, при условии, если приобретенные изменения общи обоим полам или тем особям, от которых новые особи произошли.
Первый закон Ламарка говорит об изменении органов под влиянием функционирования. Ламарк исходил при этом из признания примата функции над формой. Натуралисты заметив,- пишет Ламарк, — что форма мастей тела животных всегда строго соответствует характеру употребления этих частей, решили, что форма и состояние частей обусловили их употребление; в этом-то и заключается ошибка, ибо легко доказать, опираясь на наблюдения, что наоборот именно потребности и употребление частей обусловили развитие последних. Если бы было иначе, нужно было бы, чтобы природа создала для частей тела животных столько форм, сколько их потребовало разнообразие обстоятельств, в которых этим животным приходится жить, и эти формы так же, как и эти обстоятельства, никогда не изменялись бы. Конечно, не таков существующий порядок вещей.
В оценке этого вопроса мы исходим из представления о единстве форм и функции и поэтому с утверждением Ламарка согласиться не можем. Ламарк, рассуждав о первенстве потребностей, вызывающих необходимость употребления органа, отходит зачастую от узкофизиологической постановки вопроса, а рассматривает вопрос в широком историческом аспекте. В подобной трактовке вопроса Ламарк был не так уже не прав. Нужно учесть, что в ту эпоху, когда писал Ламарк, многие креационисты утверждали именно примат, изначально богом сотворенной и неизменной формы над функцией, и эволюционист Ламарк противопоставлял этому прямо противоположную точку зрения, что становится очевидным из приведенной выще цитаты.
Факторы эволюции и законы эволюции по Ламарку
- Природа дает только особей, происходящих одни от других.
- В природе имеются непрерывные ряды особей, связанных друг с другом незаметными переходами.
- Вид — это группа сходных особей, сохраняющих неизменными свое состояние из поколения в поколение, до тех пор, пока не изменяются условия жизни.
- Ламарк не признавал вымирания видов, за исключением тех, которые уничтожил человек.
- Ламарку было известно, что ископаемые растения и животные не похожи на современные, однако он считал, что это результат их постепенного изменения и превращения в другие виды под влиянием внешней среды.
- Так как изменение видов происходит очень медленно, возникло представление о постоянстве видов.
- Особи каждого вида могут долгое время, из поколения в поколение оставаться без изменений, пока не произойдут существенные перемены в условиях жизни.
- Не только современные виды растений и животных, но и сам человек возникли в результате длительного исторического процесса.
Человек, по Ламарку, — часть природы, улучшенное животное. Тело человека подчинено тем же законам природы, которые управляют другими живыми существами. Строение тела человека соответствует плану строения млекопитающих. Ламарк отметил близость человека к обезьянам.
Вместе с тем, Ламарк подчеркивает наличие ряда анатомических признаков, резко отличающих его от «четвероруких» (положение головы, вертикальное положение тела при ходьбе, строение передних и задних конечностей, большая подвижность пальцев рук).
Человек — это двурукое существо, относящееся к одному роду, одному виду. В силу внешних условий четверорукие должны были не лазить по деревьям, а ходить по земле. В конце концов четверорукие стали двурукими. Большие пальцы на задних конечностях у них перестали противостоять остальным пальцам. Необходимость видеть вдаль, вынудила их приложить все усилия, чтобы стоять на задних конечностях. Эта потребность существовала из поколения в поколение. Постоянная тренировка в двухождении привела в конце концов к развитию икр, ягодиц. Задние конечности приобрели строение, необходимое для поддержания тела в вертикальном положении.
Изменение пищи привело к изменению лицевой части черепа: она укоротилась, резцы приняли вертикальное положение, увеличился лицевой угол.
Порода четвероруких, претерпевшая подобные изменения, стала господствующей среди остальных. Она завладела удобными местами, вытеснила другие высокоорганизованные породы. Двурукие интенсивно размножались, жили большими группами. По мере увеличения групп возникла потребность в общении. Сначала общение происходило с помощью мимических знаков, потом — модуляций голосом. Позже возникли членораздельные звуки. Постепенно, благодаря постоянному упражнению гортани, языка и губ, развилась речь. Отдаленность, обособленность мест, заселенных группами двуруких, способствовали возникновению разных языков.
Французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк (1744–1829) впервые превратил проблему эволюции в предмет специального изучения и создал первое в истории стройное целостное эволюционное учение.
Жан Батист Пьер Антуан де Монэ шевалье де Ламарк родился 1 августа 1744 г. в небольшом селении Базантен (Пикардия) в обедневшей дворянской семье. Первоначально Ламарк обучался в иезуитском коллеже и готовился к карьере священнослужителя. В 1760 г. Ламарк поступил в армию и участвовал в семилетней войне с Пруссией. Выйдя в отставку по состоянию здоровья, Ламарк начинает заниматься медициной и ботаникой. Главные труды Ламарка: «Флора Франции», «Система беспозвоночных животных», «Гидрогеология», «Естественная история растений», «Философия зоологии», «Естественная история беспозвоночных», «Анализ сознательной деятельности человека». Ж.Б. Ламарк ввел термин «биология» и сформулировал представления о биосфере как области жизни и наружной оболочке Земли. Ламарк скончался в 1929 г. в бедности, забытый всеми. Лишь через три года после его смерти Ж. Кювье написал о нем некролог, в котором сосредоточился на ошибках ученого.
Величайшая заслуга Ламарка в том, что он совершил одну из первых попыток преодолеть «призрак извечной целесообразности», отрицая преформизм и неизменность видов. Ламарк был, в сущности, первым ученым, который начал последовательную борьбу с креационизмом.
Вместо «лестницы существ» Ламарк ввел понятие градации – восхождения от простого к сложному, от несовершенного к совершенному. Градация отражает общий порядок природы, «насажденный Творцом всего сущего». Таким образом, по своим взглядам Ламарк был одновременно и деистом, и телеологом.
Линнеевский вид не может эволюционировать. Но других концепций вида в XIX веке не было. Поэтому Ламарк, отрицая неизменные линнеевские виды, отрицал существование видов вообще.
Ламарк впервые попытался выявить движущие силы эволюции, используя учение о флюидах, широко распространенное в его время.
Флюиды – это гипотетические вездесущие материальные частицы. Флюиды способны взаимодействовать с любым предметом, а затем переносить частицу информации об этом предмете к другим предметам. Флюиды способны проникать в организм и изменять его в соответствии с характером информации. Высшие организмы способны самостоятельно вырабатывать флюиды. Эти флюиды становятся частицами силы воли, и высшие организмы способны сами изменять себя, то есть управлять собственным онтогенезом.
В начале XIX века в биологии было распространено убеждение о наследуемости благоприобретенных признаков. Благоприобретенные признаки – это признаки, сформированные под влиянием флюидов. Тогда изменения в онтогенезе передаются потомкам и могут многократно усиливаться в чреде онтогенезов, то есть в филогенезе.
В качестве движущих сил эволюции Ламарк рассматривал следующие гипотетические явления.
1. Прямое влияние среды на наследственность у растений и низших животных. Пример: изменчивость листьев стрелолиста в зависимости от степени погруженности в воду, а точнее – в зависимости от освещенности. Подобные взгляды высказывали трансформисты Ж. Бюффон, Э.Ж. Сент-Илер (жоффруизм).
2. Закон упражнения и неупражнения: упражняемый орган совершенствуется, а неупражняемый – редуцируется. Пример: формирование длинной шеи у жирафа.
3. Волевые усилия у высших животных. Пример: рога у парнокопытных. В учении о возможности добиться успеха путем личных усилий проявляется антропоморфизм Ламарка.
4. В конце жизни Ламарк допускал явление естественного отбора: неудачные изменения приводят к гибели организмов и не передаются последующим поколениям.
Однако эволюционные взгляды Ж. Б. Ламарка не были подкреплены экспериментальным материалом, поэтому предложенные им движущие силы эволюции и механизмы эволюции оказались вымышленными.
- Обсуждение на сайте
- Обсуждение в Facebook
Ламарк шел к науке тернистым путем, долгое время служа в армии, и четыре года изучал медицину, прежде брат отговорил его.
Он стал учеником ведущего французского натуралиста Бернара де Жюсье, сосредоточился на ботанике, и в 1978 году издал трехтомный сборник французской флоры, который было достаточно впечатляющим, чтобы привлечь внимание Буффона, взявшего его под свое крыло и обеспечившего место во Французской академии наук и Королевских ботанических садах.
После французской революции сады в 1793 году были преобразованы в Национальный музей естественной истории, в котором Ламарк получил должность профессора беспозвоночных (несмотря на то что это не являлось его специальностью), которую занимал до своей смерти.
Заслуги Жана-Батиста Ламарка в биологии теорией эволюции не ограничиваются. Многие его достижения принимаются как должное – слово «биология» является его изобретением, как и систематические категории «позвоночные», «беспозвоночные», «насекомые», «панцирные», «паукообразные», «иглокожие», «кольчатые черви».
Учение Жана-Батиста Ламарка было изложено в трех публикациях.
Он заинтересовался эволюцией, сортируя в Музее естественной истории коллекцию ископаемых и современных моллюсков Брюгьера, предыдущего хранителя экспонатов отдела беспозвоночных.
Ламарк заметил, что они подобны, и, откладывая их распределение во времени, мог проследить прямую линию от древних образцов к новейшим. Это вызвало и другие мысли, которые он изложил книге 1801 года «Исследования организации живых тел».
Но реальные детали объяснения эволюционного процесса появились в его главном труде 1809 г. «Философия зоологии». В 1815 г. вышел первый том учебника «Естественная история беспозвоночных», где также изложены идеи Ламарка.
Концепция «великой цепи» стала краеугольным камнем ламаркизма. Но он пошел дальше своих современников, пытаясь обосновать ее механизм, а не принимать как саму собой разумеющуюся.
Он предположил, что животная жизнь содержит встроенную способность, врожденное качество становиться все более сложной, что объяснило бы наличие естественной иерархической классификации.
Это можно проиллюстрировать не как подъем по лестнице, а как движение на эскалаторе.
Но тогда возникает классический аргумент креационистов: если мы эволюционировали от обезьян, то почему обезьяны до сих пор существуют? Решение состоит в том, что биогенезис – формирование новой жизни – происходит постоянно. Другими словами, существует множество эскалаторов (по одному для каждой категории жизни), каждый из которых имеет свою начальную точку. Люди являются древнейшими организмами, а черви – новейшими.
Но есть и вторая проблема. Иерархическая классификация, такая как «черви-рыбы-рептилии-птицы-млекопитающие-приматы-человек» для, например, кошачьих не работает. На этом уровне иерархия становится бессмысленным упражнением, и здесь появляется самая известная часть ламаркизма: наследование приобретенных признаков. Концепция эта проста.
Жираф живет в саванне с высокими деревьями. Это индуцирует «потребность» в жирафе, и он меняет свое поведение, чтобы достичь более высоких ветвей.
Согласно Ламарку, это дополнительное использование шеи приведет к ее росту благодаря увеличившемуся потоку «витальной жидкости».
Новое состояние шеи является приобретенной характеристикой, и оно может быть передано потомству, вот почему речь идет о наследовании приобретенных признаков.
Обратное также верно: если орган не используется, то жидкость течет через него меньше, и он атрофируется. Например, это объясняет, почему у обитателей пещер отсутствуют глаза.
Наследование приобретенных признаков (неоламаркистская страничка)
Другой пример – перепонки между пальцами многих водоплавающих животных, таких как лягушки, морские черепахи, выдры и бобры. Чтобы плавать, у животных возникает потребность выталкивать воду, что происходит благодаря перепонкам, в результате чего в них попадает больше «жизненной жидкости», как полагал Жан-Батист Ламарк.
Вклад в биологию ученого включает базовую концепцию о наследовании приобретенных признаков. Это не стало физиологическим открытием («жизненная жидкость» никогда не была обнаружена).
Это был сугубо натуралистический и механистический взгляд, который в то время оказался революционным. Отпадала необходимость в боге как руководителе эволюции.
Концепция также шла в разрез с представлениями о том, что организмы могут изменяться только определенным способом.
Ламарк утверждал, что ископаемые формы различны, потому что они, по мере того как поднимались по эскалатору эволюции, заменялись более сложными. Теперь мы знаем, что ископаемые формы относятся к разным частям филогенеза, и, следовательно, различны.
Не существует такого явления, как шкала сложности. Сложные формы возникают у отдельных таксонов в результате их уникальных обстоятельств. Наиболее типичный пример сложности – многоклеточность – уникален и не является результатом общераспространенной тенденции.
Разнообразие не выступает продуктом постоянного биогенезиса. Все указывает на единственный источник жизни. Многообразие является результатом видообразования.
Не существует такого вещества, как «жизненная жидкость». Организмы приспособлены к окружающей их среде, так как они прошли через неумолимые жернова естественного отбора.
В естественном отборе, как он понимается сегодня, принимается во внимание вся популяция жирафов с переменным размером шеи. Те, у кого шея длиннее, могут достичь более высоких веток деревьев, и, таким образом, имеют доступ к большему количеству пищи.
Это дает им больше энергии и преимущество в размножении, что в долгосрочной перспективе приведет к производству большего количества потомства.
Если предположить генетическую основу длины шеи, то, скорее всего, родится более длинношеее потомство, которое на протяжении многих поколений вытеснит короткошеее.
В ламаркизме жирафу необходимо достигать более высоких деревьев, и поэтому его шея удлиняется, и это передается потомству.
Теперь очевидна ошибочность второго ядра теории, которую создал Жан-Батист Ламарк.
Вклад ученого – идея прогресса по шкале сложности – также не подтверждается даже на молекулярном уровне.
Моту Кимура и Томоко Охта, основатели доминирующих сегодня нейтральной и околонейтральной теорий молекулярной эволюции, показали, что мутации в подавляющем большинстве являются нейтральными – они не оказывают никакого влияния на приспособляемость организма.
Вторая теория утверждает, что многие из нейтральных мутаций будут иметь эффект слишком малый, чтобы быть действительно заметными. Остальные мутации вредны, и лишь небольшое количество из них на самом деле является полезным.
Если бы существовала предначертанная линия движения к совершенству, то все мутации были бы выгодными, но это не подтверждается доказательствами.
Таким образом, ни одна концепция Ламарка не подтвердилась.
В России развернулась одна из черных глав в истории биологии и науки в целом: лысенковщина. Трофим Лысенко был посредственным ученым с огромным политическим влиянием, которое он использовал, чтобы подняться на вершину советской биологической науки, и к 1930-м годам стал главой Академии сельскохозяйственны х наук.
Здесь он диктаторскими методами навязал свою собственную идею эволюции — «мичуринский метод», разновидность неоламаркизма, и преследовал генетиков, несогласных с этой позицией. Мичуринизм стал «новой биологией», которая хорошо подходила для коллективизации, так как смешивала политику с псевдонаукой.
С лысенковщиной официально было покончено в 1964 году.
Эволюционное учение имеет достаточно сложную историю. Многие ученые-биологи выдвигали различные гипотезы относительно данного непростого процесса. В основе всех эволюционных теорий лежит изменчивость и наследственность живых организмов.
Изменяясь и приспосабливаясь к условиям окружающей среды, они дают начало развитию новых видов живых существ. Одной из первых теорий эволюции является теория Жана Батиста Ламарка.
В данной статье мы рассмотрим основные плюсы и минусы теории Ламарка.