Очерки теории эволюции: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Ч. Дарвин назвал Ламарка своим предшественником, который «первым остановил всеобщее внимание на вероятности предположения, что все изменения в органическом мире происходили на основании законов природы, а не вследствие чудесного вмешательства».

Основной причиной неприятия теории Ламарка было то, что он предложил механизм эволюции, но не доказал ни его реальности, ни существования процесса эволюции как такового. Единственным, причем косвенным доводом в пользу этой теории является констатация факта, что все организмы образуют ряд по сложности организации. Но этот факт был известен еще со времен Аристотеля и никем никогда интерпретировался как результат эволюции. Важное значение имеет и другое обстоятельство. «Философия зоологии» является лишь одной из большой серии работ Ламарка, в которых он, подобно античным философам, пытался нарисовать общую картину мира. В работах «Исследования о причинах главных факторов физики» (1794) и «Мемуары о физике и естественной истории» (1797) Ламарк, продолжая идею Эмпедокла о четырех элементах (огонь, земля, воздух и вода), комбинация которых создает все многообразие «вещей», пишет о том, что элемент огня создает «материю звука», и все физические процессы объясняет действием флюидов. В 1802 г. выходит его работа «Исследования о живых телах», где он пытается объяснить процесс размножения и онтогенез, и снова через действие все тех же флюидов. В частности, процесс оплодотворения он трактует как проникновение флюидов (пар семени) в неживое яйцо, а процесс онтогенеза как формирование органов за счет движения флюидов.

В «Философии зоологии» (1809) теории эволюции Ламарк посвящает лишь первую из трех частей. Во второй же он излагает свои представления о процессе оплодотворения, онтогенезе и самозарождении. А в третьей части он пытается объяснить с позиций теории флюидов нервную деятельность животных и психику человека.

В 1802 г. вышла «Гидрогеология» Ламарка, где выдвигается гипотеза о биогенном происхождении земной коры. Согласно этой гипотезе, вначале вся поверхность Земли была покрыта водой. Путем самозарождения в воде возникла жизнь. Умершие живые организмы опускались на дно, и из их останков, путем постепенных превращений, возникли все минералы, из которых образовалась суша. Преобразование останков животных шло, по мнению Ламарка, следующим путем: ракушник — мел — известняк — мрамор — известковый шпат — жерновой камень (песчаник) — кремнистые гальки — кремень. Остатки растений преобразовывались иначе: торф — битумы — квасцы — гипс — сульфаты — руды — самородные металлы — горный хрусталь. И все эти сомнительные заявления делались на фоне значительных успехов теоретической химии в XVIII веке. К этому времени уже были известны многие химические элементы, что позволило навсегда отбросить представления алхимиков о возможности превращения одних элементов в другие. Теория же флюидов была опровергнута работами Лавуазье и Ломоносова. Естественно, что в таком контексте трудно было принять всерьез и теорию эволюции Ламарка.

3. Жорж Кювье

Жорж Кювье (1769–1832) (рис. 18) родился на западе Швейцарии в небольшом городке Монбельяр, принадлежавшем в то время немецкому герцогу Карлу Вюртенбергскому. Предками Кювье были французы-протестанты, бежавшие в Швейцарию от преследования католиков. В 1784 г. он с отличием окончил местную школу, и герцог Вюртенбергский направил его в организованный им университет в Штутгарте (Карлсшуле) и назначил стипендию. О выдающихся способностях Кювье говорит хотя бы тот факт, что он всего за четыре месяца выучил немецкий язык и получил серебряную медаль.

Рис. 18. Жорж Кювье.

Еще в школьные годы Кювье увлекся зоологией. Его любимой книгой была «Естественная история» Бюффона. В Карлсшуле он продолжил занятия естественной историей, составлял гербарии растений, собирал и анатомировал насекомых. Изучая насекомых, он сделал более тысячи рисунков, а собранный им гербарий содержал 3 4 тыс. растений. После окончания университета в 1788 г. Кювье получил место домашнего учителя в семье графа д’Эрси. Замок д’Эрси находился на севере Нормандии, на берегу моря близ устья Сены. Здесь Кювье смог продолжать свои научные занятия, увлекшись изучением моллюсков и рыб. В 1780 г. в одном из писем своему другу К. Г. Пфаффу он писал. «Я теперь кончаю мой курс зоологии изучением конхиологии, и это среди богатой коллекции, в которой находятся даже раковины из самых дорогих. Я поступаю здесь так же, как с рыбами, то есть я каждый вид рисую карандашом и суммарно описываю. Таким способом вещи лучше всего запечатлеваются в уме».

Нужно отметить, что и в Карлсшуле, и в Нормандии Кювье имел довольно мало книг по естественной истории, так что знания об изучаемых объектах он черпал в основном из собственных наблюдений. В 1792 г. он опубликовал три небольшие статьи (о мокрицах, о двукрылых насекомых и об анатомии «морского блюдечка»). Живя в отрыве от научного общества, он вел обширную переписку со многими учеными Германии и Франции, в том числе с Э. Жоффруа Сент-Илером, который пригласил его работать в Национальный музей естественной истории в Париже.

В 1795 г. Кювье переезжает в Париж и занимает должность профессора кафедры сравнительной анатомии в Национальном музее, где и работает до конца жизни. За эти годы им было опубликовано множество работ, наиболее значительными из которых были «Лекции по сравнительной анатомии» (5 тт., 1800–1805), «Исследование костей ископаемых четвероногих», 1-е издание в 4 тт., 1812; 4-е издание в 10 тт., 1834–1836), «Царство животных, распределенное по его организации» (4 тт., 1817), «Мемуары, служащие для истории и анатомии моллюсков» (1817).

Рис. 19. Жорж Кювье читает публичную лекцию.

Помимо научной Кювье ведет активную политическую деятельность, занимая ряд важных государственных должностей. С 1830 г. он становится постоянным секретарем Французской академии наук. При Наполеоне Кювье организовал ряд университетов и лицеев в городах Франции и присоединенных к ней итальянских и голландских провинциях, в частности, создает университеты в Турине, Генуе и Пизе. Перед своим свержением Наполеон назначил его членом Государственного совета. Людовик XVIII сохранил за ним эту должность и присвоил ему титул барона. При Карле X он становится пэром Франции, а за год до смерти — председателем Государственного совета. Кювье провел реформу школьного образования во Франции, введя в школьные курсы преподавание истории, математики и естествознания, а также создал факультет естественных наук в Парижском университете (рис. 19).

Важнейшей научной заслугой Кювье является разработка теории корреляций. Согласно его представлениям, организм является целостной системой, строение которой определяется ее функциями. Эта целостность присуща только живым организмам: «Способ существования каждой части живого тела держится совокупностью всех прочих частей, тогда как у неорганических тел каждая часть существует сама по себе». Отдельные части и органы находятся во взаимной связи, их функции согласованы и приспособлены к определенным условиям внешней среды. Эту идею Кювье кратко сформулировал в виде двух принципов:

Принцип конечных причин'. «Так как ничто не может существовать без выполнения условий, которые делают это существование возможным, различные части каждого существа должны быть таким образом координированы, чтобы сделать возможным существование данного существа как целого не только в самом себе, но также в его отношениях с другими существами».

Принцип корреляции: «Так как все органы животного образуют единую систему, части которой зависят друг от друга и действуют и противодействуют одна по отношению к другой, никакое изменение не может обнаружиться в одной части без того, чтобы не вызвать соответствующие изменения во всех остальных частях».

Первый принцип говорит о приспособленности всего организма к условиям внешней среды (в т. ч. и к другим организмам), а второй — о взаимозависимости частей и органов внутри организма в процессах их изменения. Эти обобщения полностью сохранили свое значение и в настоящее время. Любопытно отметить, что если положение о взаимосвязи между частями организма было сразу же признано биологами, то положение о взаимосвязи разных организмов долгое время воспринималось скептически. Справедливость его подтвердилась лишь в последние годы в связи с развитием экологии и разработкой проблемы коадаптивной эволюции.

Важнейшим следствием теории корреляции было решение вопроса о соотношении формы и функции органов. Бюффон и Ламарк считали первичной функцию. Согласно их представлениям, изменение условий среды ведет к образованию новой функции, которая, в свою очередь, определяет изменение формы. Напротив, Жоффруа Сент-Илер, как будет показано ниже, считал первичной форму. Кювье же первым обосновал принцип единства формы и функции. Согласно этому принципу, функции, которые выполняет тот или иной орган, однозначно определяют особенности строения этого органа и его строение идеально приспособлено к выполнению определенных функций.

Помимо теоретического значения, теория корреляций давала возможность практической реконструкции организмов по их частям. Вот как пишет об этом сам Кювье: «Если кишечник животного устроен так, что он может переваривать только мясо, причем мясо свежее, его челюсти должны быть устроены так, чтобы проглатывать добычу, его когти — чтобы ее схватывать и разрывать, его зубы чтобы разрезать и разделять, и вся система органов движения — чтобы преследовать и ловить ее, а органы чувств — чтобы замечать ее издалека. Нужно также, чтобы природа наделила его мозг необходимым инстинктом, чтобы уметь прятаться и строить ловушки своим жертвам… Чтобы челюсть могла схватывать, ей нужна определенная форма сочленовной головки, известное соотношение между положением сопротивления и силы с точкой опоры, известный объем височной мышцы, что требует известной площади височной ямки и известной выпуклости скуловой дуги, под которой она проходит. Скуловая дуга должна также иметь известную прочность, чтобы дать опору жевательной мышце… Для того чтобы животное могло унести добычу, нужна известная сила мышц, поднимающих его голову, откуда следует определенная форма позвонков и кости, к которой мышцы прикрепляются. Для того чтобы когти могли схватывать добычу, необходима известная подвижность пальцев, известная крепость когтей, откуда вытекает необходимость формы всех фаланг и соответствующее расположение мышц и связок. Нужно, чтобы предплечье обладало определенной легкостью в повороте, откуда вытекает опять определенная форма костей, ее составляющих. Но кости предплечья, сочленяясь с плечевой костью, не могут изменить свою без изменения в этой последней».

Эти подходы Кювье блестяще использовал в практической работе. Вначале им были изучены корреляции известных ему животных. После этого он начал реконструировать по частям облик современных видов животных, которые ему были неизвестны, а затем сопоставлял реконструкции с реальным обликом. И наконец, перешел к реконструкции скелетов ископаемых млекопитающих и рептилий, от которых сохранились лишь фрагменты. Результаты этих реконструкций были использованы им в знаменитой работе «Исследование костей ископаемых четвероногих». Хотя Кювье был крупным специалистом не только по «четвероногим», но также по рыбам и моллюскам, выбор группы не был случайным. Во-первых, в это время уже было известно много находок этих животных в Центральной Европе (Франция, Англия, Германия). Во-вторых, и это, наверное, главное, принцип корреляций был практически разработан им именно на наземных позвоночных.

В этой работе Кювье также заложил основы стратиграфии. Он обнаружил, что геологические слои одного возраста в разных местах содержат останки одних и тех же животных, в то время как слои разного возраста на одной территории содержат разных животных. Основываясь на этих данных, он предложил первую стратиграфическую шкалу, выделив пять последовательных групп геологических формаций:

Первичные формации. Следы жизни отсутствуют.

Переходные формации. Встречаются останки рыб, но отсутствуют «четвероногие».

Вторичные формации. Встречаются останки рептилий, но останки птиц и млекопитающих отсутствуют.

Третичные формации. Встречаются останки птиц и млекопитающих, относящиеся к не существующим ныне видам.

Четвертичные формации. Современные или близкие к современным виды птиц и млекопитающих. Появляются останки человека.

Эти группы формаций приблизительно соответствуют современным докембрию, палеозойской, мезозойской и кайнозойской эрам и четвертичному периоду.

Для объяснения причины наблюдающихся в истории Земли смен фаун Кювье, не принимавший теорию эволюции, предложил теорию катастроф, подробно изложенную им в предисловии к книге «Исследование костей». В 1821 г. она вышла отдельной книгой под названием «Рассуждение о переворотах на поверхности земного шара» и затем несколько раз переиздавалась при жизни автора. Кювье предположил, что на Земле периодически происходили катастрофы, в результате которых на большой территории гибли все животные. Затем происходило новое заселение опустошенных территорий. Последней такой катастрофой, по его мнению, был Всемирный потоп, сведения о котором содержатся в Библии и многих других древних литературных источниках.

Иногда Кювье приписывают идею о повторных творениях. Но на самом деле, эта идея принадлежит не ему, а его ученику А. д’Орбиньи, который опубликовал свою работу «Элементарный курс палеонтологии и геологической стратиграфии» в 1849 г., после смерти своего учителя. А. д’Орбиньи предполагал, что после каждой глобальной катастрофы все живое на Земле создавалось заново, и насчитывал 26 таких творений. Сам же Кювье высказался совершенно определенно: «В конце концов, когда я утверждаю, что каменные пласты содержат кости многих родов, а рыхлые слои — кости многих видов, которые теперь не существуют, я не говорю, что нужно было новое творение для воспроизведения ныне существующих видов; я говорю только, что они не существовали в тех местах, где мы их видим теперь, и что они должны были прийти из других мест». Эту мысль он иллюстрирует следующим примером: допустим, что на территории Австралии произошла катастрофа и все австралийские животные погибли, а затем произошло ее повторное заселение из Азии. В этом случае в земных слоях мы наблюдали бы резкую смену фауны сумчатых на фауну плацентарных млекопитающих.