Чем синтетическая теория эволюции отличается от дарвинизма кратко

Обновлено: 05.07.2024

Теория эволюции Дарвина, опубликованная впервые в далеком 1859 году, до сих пор вызывает чувство отторжения и неприязни у многих наших сограждан. Причины этого вполне понятны. Происхождение человека из царства животных, роднящее наш божественный разум с инстинктами обезьян, рефлексами ящериц и даже с химическими реакциями сине-зеленых водорослей, предполагает следствия, несовместимые с утешительными и возвышенными доктринами религий. Поэтому многие никак не могут успокоится и постоянно ищут опровержений теории Чарльза Дарвина, иногда предлагая довольно странные конструкции, демонстрирующие плохое понимание сути вопроса.

Одним из удивительных выводов сторонников креационизма и неизменности живого на нашей планете является заявление о том, что синтетическая теория эволюции опровергает построения Дарвина. Давайте разберемся, что такое эта самая синтетическая теория и правда ли, что в ней содержатся положения, несовместимые с дарвиновским естественным отбором.

Как появилась синтетическая теория эволюции

Бурное развитие науки в конце XIX и начале ХХ века породило несколько важнейших направлений исследования живой природы. Помимо дарвинизма, определившего развитие биологии, в 1865 году были обнародованы законы Менделя. Тогда еще никто не понимал, что монах Грегор Мендель открыты механизмы передачи признаков по наследству, блестяще предсказанный но не обнаруженный Дарвином. О результатах, полученных Менделем вскоре все забыли, кроме селекционеров, работавших с новыми сортами растений, что и неудивительно: по сравнению с общественным резонансом на сенсационные заявления "Происхождения видов", какие-то жалкие эксперименты с горохом не привлекали внимания общественности.

С другой стороны развивалась молекулярная биология. Ученые стремились проникнуть внутрь клетки и понять, как работают ее органеллы. В 1882-м году в свет вышла книга немецкого профессора Вальтера Флемминга "Клеточное вещество, ядро и клеточное деление", в которой были собраны все имеющиеся на тот момент сведения о делении клетки и о хромосомах. Уже к 1902-му году на свет были вновь извлечены законы старика Менделя и стало ясно, что именно хромосомы содержат наследственную информацию организма.

Генетика Менделя изучала внешние проявления наследственности, а молекулярная биология, родившаяся из исследований Флеминга, рассматривала внутренние механизмы передачи признаков потомству. И оба эти направления прекрасно подтверждали предсказания Дарвина о наличии некоего механизма наследственности, присущего живой природе.

В 1937 году вышла книга Ф.Г. Добржанского "Генетика и происхождение видов", показавшая что все эти направления - генетика, молекулярная биология и теория эволюции прекрасно дополняют друг друга, образуя прекрасную и полную общую картину развития жизни на Земле. Так, из объединения нескольких областей знания, возникла принятая в настоящее время синтетическая (объединенная) теория эволюции (далее СТЭ). Не стоит полагать, что она опровергает теорию естественного отбора, напротив, дополняет и подтверждает тезисы, выведенные Дарвином.

Палеонтологическая летопись хоботных стала одним из первых исчерпывающих палеонтологических доказательств правоты Дарвина

Чем синтетическая теория эволюции отличается от дарвинизма

Наука не стоит на месте. Фонд знаний постоянно пополняется, гипотезы строятся, опровергаются, теории получают фактическое подтверждение или меняются под влиянием фактов. Так блестяще подтвердились предположения Дарвина о переходных формах, в изобилии обнаруженных палеонтологами для разных групп животных, в том числе и для человека. Естественно, и наше понимание эволюционных процессов несколько изменилось с течением времени.

Например, СТЭ выделяет популяцию в качестве минимальной эволюционной единицы. Дарвин же рассматривал в качестве таковой вид целиком. Под процессом эволюции современная наука понимает устойчивое изменение генотипа популяции, о чем Дарвин просто не знал в свое время. СТЭ шагнула далеко вперед по сравнению с представлениями Дарвина об эволюции, выделив множество факторов, являющихся движущей силой эволюции. Там, где Дарвин обходился внутри- и межвидовой борьбой за существование и борьбой с неблагоприятными условиями неживой природы, сейчас выделяют мутационные процессы, изоляцию, популяционные волны численности и другие факторы. При этом мутационная и рекомбинационная изменчивость организмов Дарвину не были известны. Он рассматривал процесс накопления изменений без понимания механизмов, его обуславливающих. Так же Дарвину не было известно ни о дрейфе генов, не о "принципе основателя", основной причины формирования нейтральных признаков, которые Дарвин не мог объяснить.

Другими словами, Дарвин был прав во всем, но не знал того, что сейчас написано в каждом учебнике по биологии. Он описывал действие эволюции основываясь на наблюдениях и предположениях, которые блестяще подтвердились в наше время.

Дарвиновское противоречие об усреднении родительских признаков в потомстве было преодолено с созданием хромосомной теории Моргана, теории мутагенеза де Фриза, с развитием популяционной генетики в 20-е годы и все снова встало на свои места. Теория Дарвина была дополнена, расширена более современными генетическими представлениями об эволюции мира живых существ на Земле.

Из синтеза дарвинизма и генетики популяций, родоначальником которой считается наш отечественный ученый С.С. Четвериков (1880 — 1959 гг.), родилась новая, так называемая, синтетическая теория эволюции (СТЭ) живых систем.

С.С.Четвериков показал (1926 г.), что популяция, подобно губке впитывает рецессивные мутации, оставаясь при этом фенотипически однородной. Существование такого скрытого резерва наследственной изменчивости создает возможность для эволюционных преобразований популяций под воздействием естественного отбора.

Конечно, как репетитор по биологии, я должен подчеркнуть, что и эта синтетическая теория эволюции не стоит на месте. В таблице ниже, взятой из учебника по биологии Т.Л.Богдановой, проводится сравнение эволюционной теории Дарвина и СТЭ, дополненной положениями современной эволюционной биологии.

Внимательное изучение этой совсем небольшой таблицы позволяет заключить, что для людей с эволюционным мировоззрением, дарвинизм остается основополагающим учением о развитии жизни на Земле.

Но никакое учение, если оно и правильное, никогда не стоит на месте. Новый фактический материал, позволяющий расширить наши знания о предмете исследования, лишь продвигает это учение, делает его более универсальным и совершенным.

Теория же Дарвина о механизмах эволюции жизни на Земле в своей основе является верной и развитие дарвинизма в синтетической теории эволюции произошло в сторону углубления, конкретизации отдельных её положений.

Помещенная в статье табличка в очень сжатой форме дает самое наглядное представление тех основных моментов эволюционной теории Дарвина (левая колонка), которые расширены, дополнены и конкретизированы в течение ХХ века.

Более того, и синтетическая теория эволюции, созданная в первые десятилетия ХХ века, не стоит на месте, она наполняется современными представлениями эволюционной биологии.

На что бы я, как репетитор по биологии, хотел бы еще обратить ваше внимание. Очень часто, особенно в последние лет 15-20, дарвинизм снова подвергается необоснованной критике. Эта критика исходит от людей, придерживающихся теологического мировоззрения. Только вдумайтесь, за что они ругают дарвинизм: за недоказанность возможности возникновения жизни на Земле.

У кого есть вопро сы по статье к репетитору биологии по Скайпу, замечания, пожелания — прошу в комментарии.

Синтетическая теория эволюции (СТЭ) возникла в начале 40-х годов XX века. Она предсталяет собой учение об эволюции, разработанное на основе данных современной генетики, экологии и классического дарвинизма. В данной таблице представлены основные положения учения Дарвина и СТЭ. Данный материал будет полезен для учеников профильного класса.

Сравнение основных положений учения Ч.Дарвина и СТЭ

Эволюционное учение Дарвина

Наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор

Мутационная и комбинативная изменчивость, популяционные волны, дрейф генов, изоляции, естественный отбор

Выживание более приспособленных и гибель менее приспособленных форм

Избирательное воспроизводство генотипов

Формы естественного отбора

Движущий (половой отбор как разновидность движущего)

Движущий, стабилизирующий, дизруптивный, дестабилизирующий

Повышение приспособленности организмов к условиям среды; повышение уровня организации живых существ; многообразие видов

Современная синтетическая теория эволюции, или СТЭ, — это объединение дарвинизма, генетики, молекулярной биологии и других наук. Синтетическая теория эволюции кратко и понятно описывает, как происходят эволюционные изменения живых организмов, какие признаки подвергаются отбору, какие факторы действуют на них и как это ведет к появлению новых видов.

В статье мы разбираем основные положения СТЭ, выясняем, почему Дарвин был прав (хотя учитывал не все) и как генетика и другие науки связаны с эволюцией.

История теорий эволюции

Эволюция – это естественный непрерывный процесс развития популяций живых организмов. Они все лучше и лучше приспосабливаются к окружающим условиям либо вымирают из-за более приспособленных конкурентов или резких изменений среды. Так появляются и исчезают виды.

Разнообразие живых организмов: почему на Земле обитает столько разных живых существ, от бактерий до человека;
Почему живые организмы обладают приспособлениями к условиям жизни и как они появились: зачем хищным животным клыки, а птицам – воздушные мешки;
Почему организмы, обитающие в похожих условиях, сходны между собой: у рыб, морских котиков и жуков-плавунцов обтекаемая форма тела;
Как живые организмы приспосабливаются к изменениям условий: почему рыба илистый прыгун умеет прыгать, у ящериц кожа покрыта чешуей и зачем кошке хвост.

На эти вопросы пытались отвечать разными способами. До появления теории эволюции Дарвина о развитии живых организмов задумывались еще в античности.

В средневековье основной теорией происхождения был креационизм. Однако уже в эпоху Возрождения с ним начали спорить ученые: наблюдения и расчеты слишком сильно противоречили богословию.

В Новое Время все больше ученых предполагало, что живые организмы меняются – эволюционируют. Однако ни причины, ни механизмы этого не были ясны.

Попытку объяснить эволюцию живых организмов сделал Жан Ламарк. Основные положения ламаркизма:

Живые организмы развиваются от простого к сложному;
Видов живых организмов не существует, важны только отдельные особи;
Особи приспосабливаются к изменениям среды и конкурируют друг с другом;
Механизм приспособления – тренировка наиболее используемых органов. Если органы не тренировать, они исчезают, как глаза крота.

Некоторые идеи Ламарка были верны. Однако его теория не выдержала экспериментальной проверки.

Август Вейсман отрезал хвосты нескольким поколениям мышей. Согласно ламаркизму, у последующих поколений хвосты должны были исчезнуть из-за нетренированности. Однако этого не произошло. Страдания мышей доказали, что приобретенные признаки не наследуются.
В действительности это верно для признаков, приобретенных не в результате изменения наследственной информации. Однако во времена Ламарка генетику еще не знали.

Ламаркизм критиковал и Жорж Кювье, основатель сравнительной анатомии, палеонтологии и теории катастрофизма. Согласно ей, каждый геологический период Земли заканчивался катастрофой, в результате чего изменялись флора и фауна. Теория Кювье не вошла в синтетическую теорию эволюции, поскольку она была тесно связана с религией. Однако она стала основой неокатастрофизма – гипотезы об одновременных изменениях рельефа Земли в результате тектонических катастроф.

С Кювье спорили сторонники трансформизма – идеи о том, что живые организмы происходят друг от друга. Подобные предположения высказывали в разные времена в разных странах. В XIX веке теорию трансформизма в разных вариантах защищали разные ученые. В частности, ее придерживался Ламарк. Частично идеи трансформизма присутствуют и в теории Дарвина.

Окаменевшие останки древнего гигантского животного среди раковин моллюсков современных видов навели его на идею, что вымирание не всегда – следствие катастроф. [1] Другие наблюдения – в частности, за галапагосскими вьюрками и черепахами – позволили Дарвину предположить, что разные виды могут происходить от общего предка. [1]

Вернувшись в Англию, Дарвин начал вести наблюдения за сельскохозяйственными растениями и животными. Они показывали необходимость приспосабливаться к определенным условиям. Дарвин назвал ее естественным отбором.

1 — направленный отбор: предпочтение отдается одному экстремальному фенотипу;
2 — стабилизирующий отбор: промежуточный фенотип предпочтительнее крайнего; 3 — разрушающий отбор: экстремальный фенотип предпочтительнее промежуточного.

Ось X: фенотипический признак
Ось Y: количество организмов
Группа А: исходная популяция
Группа B: после отбора

Слева — Чарльз Дарвин; справа — Альфред Уоллес. Интересный факт: Чарльз Дарвин, получив рукопись Альфреда Уоллеса о естественном отборе, пообещал использовать термины и наработки своего коллеги. 1 июля 1858 г. выдержки из трудов Дарвина и Уоллеса относительно естественного отбора были впервые представлены широкой публике — на чтениях в Линнеевском обществе.

Дарвинизм считают основой синтетической теории эволюции. Согласно ему, главные эволюционные факторы:

Естественный отбор – выживают и оставляют потомство наиболее приспособленные особи;
Борьба за существование – живые организмы конкурируют друг с другом за ресурсы;
Наследственная изменчивость – живые организмы могут приобретать новые признаки, и, если они полезны, их передадут потомкам;
Изоляция – невозможность межвидового скрещивания.

Теорию Дарвина подтверждают эмбриологические данные: эмбрионы позвоночных на ранних стадиях развития очень похожи. Различия проявляются потом. Это указывает, что позвоночные животные имеют общее происхождение. Однако ее критиковали современные ученому палеонтологи и некоторые натуралисты. Палеонтологи еще не успели обнаружить переходные формы живых организмов, существование которых предполагает дарвинизм.

Кроме того, теория Дарвина не объясняла, что именно является носителем наследственности и как происходит наследование. C этим связано одно из самых серьезных возражений против дарвинизма.

Почему кошмар Дженкина не проявляется в реальности, объясняет генетика. Причина – в дискретности наследования: наследуется не весь геном целиком, а его отдельные участки – гены. Поэтому даже если признак размыт во втором поколении, он проявится позднее. А для проявления доминантных признаков достаточно одной копии гена.

В трудах Чарльза Дарвина генетика не упоминается. Эту науку, основанную Грегором Менделем, оценили позднее. Даже в 20-30-х годах XX века она казалась многим не вполне научной.

Законы генетики, которые Мендель открыл, собирая и статистически анализируя данные, подтвердились после 1944 года, когда было доказано, что носителем наследственной информации является ДНК. Генетика и особенности передачи и изменения генов прояснили вопросы, на которые не мог ответить дарвинизм.

Трехмерная структура двойной спирали ДНК, открытая Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком. Комплементарные основания удерживаются вместе с помощью водородных связей.

Синтетическая теория эволюции

Чтобы кратко и понятно объяснить процесс эволюции, потребовался синтез дарвинизма, генетики, палеонтологии и эмбриологии. Современная СТЭ кроме этих дисциплин включает данные молекулярной биологии и других наук. Естественно, такое преобразование теории Дарвина произошло не сразу.

В начале XX века в научном сообществе признавали идею эволюции, но отвергали естественный отбор как ее основную движущую силу. Во многом к этому привел кошмар Дженкина и недостаточные знания о наследственности.

Древо жизни 21-го века, показывающее горизонтальный перенос генов среди прокариот и события сальтационного эндосимбиоза, породившего эукариот, не вписывается в теории 20-го века.

Только в 1926 году Сергей Сергеевич Четвериков опубликовал статью, в которой описал эволюцию с точки зрения современной ему генетики. Эта статья не была опубликована в англоязычных изданиях, однако ее цитировали Николай Тимофеев-Ресовский, Феодосий Добржанский и Джон Холдейн.

Идеи Четверикова хорошо соотнеслись с работами Рональда Фишера. Он создал математическую модель эволюции как естественного отбора генов. Единицей эволюции при этом оказалась популяция, причем эволюция шла тем быстрее, чем больше генетическое разнообразие в популяции. Модель Рональда Фишера стала одной из основ синтетической теории эволюции.

Генные и хромосомные мутации;
Изменения в популяции, вызванные изменениями частот и комбинаций мутаций;
Закрепление изменений путем репродуктивной изоляции – невозможности скрещиваться с другими видами.

Считается, что синтетическая теория эволюции возникла именно в 1937 году. Сам термин СТЭ появился позднее – в 1942 году [3]. Его впервые использовал эволюционист Джулиан Хаксли, родной брат писателя Олдоса Хаксли.

Современная синтетическая теория эволюции учитывает особенности наследования, мутации и то, как под их действием меняется приспособленность живых организмов к окружающей среде. Наконец, СТЭ учитывает влияние различных факторов на эволюцию:

Естественный отбор – важнейший, но не единственный фактор эволюции согласно СТЭ. Отбору подвергаются генотипы в целом либо аллели генов – то, в каких вариантах существует ген.
Борьба за существование – необходимость выживать в окружающей среде и конкурировать за выживание с другими организмами.
Возникновение мутаций приводит к появлению новых аллелей или новых генов. Мутации поставляют материал для естественного отбора.
Изменения частот генов в популяции как результат миграций (поток генов), случайностей (дрейф генов) или эффекта бутылочного горлышка – ситуации, когда условия меняются так сильно и резко, что выживает лишь небольшое количество организмов из популяции. Зачастую у них есть признаки, позволившие им выжить именно в условиях таких изменений.
Стабилизирующий отбор поддерживает соотношение частот генов в популяции неизменным, если окружающие условия не меняются [5];
Изоляция – географические, биохимические или поведенческие препятствия для скрещивания между популяциями. Именно изоляция приводит к образованию новых видов живых организмов.

Синтетическая теория эволюции – не единственная современная теория эволюции. Остальные научные теории предполагают действие других факторов эволюции либо иную оценку их влияния. Однако СТЭ достаточно хорошо объясняет, как появляются новые виды и что именно подвергается отбору. Уточнения теории необходимы в основном для организмов, не имеющих полового процесса.

Основные положения синтетической теории эволюции

Синтетическую теорию эволюции проще всего объяснить, используя ее основные положения. Это закономерности, из которых следует, как и почему происходит эволюция живых организмов и на что она направлена.

Единица эволюции – популяция, то есть, группа живых организмов одного вида, живущая на одной ограниченной территории и способная свободно скрещиваться друг с другом. Именно из популяций образуются новые виды.
Материал эволюции – гены и их сочетания (генотипы). Новые гены и их сочетания возникают в результате случайных процессов – мутаций и рекомбинаций.
Главный движущий фактор эволюции – естественный отбор. Другие процессы, которые приводят к изменению частоты встречаемости генов в популяции, также являются движущими факторами эволюции. Скорость и направление эволюции определяется сочетанием движущих факторов.
Эволюция не имеет конечной цели. Это приспособление именно к конкретным условиям обитания. Если условия изменятся, к ним придется приспосабливаться заново.
Изменения генов накапливаются в поколениях. Постепенно они приводят к образованию новых видов, родов и т.д.

Разные источники по-разному формулируют основные положения синтетической теории эволюции. Но все они сходятся в главном: существующие виды дают начало новым в результате приспособления к окружающей среде и отбора новых вариантов генов.

Мифы о синтетической теории эволюции

Суть синтетической теории эволюции, как и ее основные положения, не всегда понимают верно. Это приводит к различным заблуждениям: от смешивания СТЭ с дарвинизмом или ламаркизмом до попыток объяснять с ее помощью небиологические явления. Разберем несколько самых распространенных мифов об СТЭ.

Миф: Теория эволюции описывает появление жизни

Факт: происхождение жизни описывает абиогенез. Теория эволюции описывает, как живые организмы приспосабливаются к условиям обитания.

Миф: Естественный отбор предполагает, что выживает всегда сильнейший

Факт: Естественный отбор – это сохранение генотипов или аллелей генов, которые обеспечивают наилучшее приспособление к конкретным условиям. Чтобы сохранить их, желательно выжить самому и оставить потомство, которое также успешно размножится. Другой вариант – не размножаться, а способствовать выживанию носителей тех же генов. [6]

Миф: Синтетическая теория эволюции – это теория, а значит, она не доказана.

Факт: В науке теорией называют непротиворечивую концепцию, которая описывает и объединяет закономерности, касающиеся определенного явления. Научные теории позволяют предсказывать результаты тех или иных событий, которые подчиняются описанным закономерностям. СТЭ соответствует этому определению.

Миф: Концепция эволюции лженаучна, ее невозможно подтвердить экспериментально.

Факт: Эволюцию подтверждают палеонтологические и эмбриологические данные, а также результаты исследования ДНК и РНК различных организмов, полученные методами молекулярной биологии. Кроме того, примером эволюции является развитие у бактерий устойчивости к антибиотикам – этот процесс достаточно быстрый, и его можно наблюдать.

Миф: Без направленной осознанной воли сложные организмы не могли возникнуть.

Факт: Данное утверждение не является научным и не предполагает научного подхода к ответу. Результаты исследований в области молекулярной биологии, палеонтологии, эмбриологии показывают, что сложные организмы возникли в результате действия эволюционных закономерностей на случайно возникающие новые варианты генов.

Миф: Эволюция не объясняет появление разума.

Факт: Разум – один из способов приспосабливаться к окружающей среде. Как и другие эволюционные приспособления, он отчасти развился под действием закономерностей, а отчасти – благодаря случайностям.

Миф: Теория эволюции – основа социального дарвинизма

Факт: Распространять биологические закономерности на человеческое общество неверно с точки зрения науки. Общества развиваются по иным законам, и взаимная помощь и поддержка необходимы для существования цивилизации.

Большинство противников синтетической теории эволюции не имеют отношения к науке и плохо разбираются в ней.

Но и сторонники СТЭ не всегда хорошо знают ее. Разобраться в процессах эволюции помогут научно-популярные книги, фильмы, сериалы и лекции.

Интересные доклады и презентации о СТЭ

Тем, кто интересуется биологией вообще и синтетической теорией эволюции в частности рекомендуем лекции Станислава Дробышевского. Помимо антропогенеза он рассказывает и о теории эволюции. Юмор Дробышевского известен его постоянным слушателям, которые регулярно цитируют самые удачные высказывания в комментариях к видео.

Кроме научно-популярных лекций рекомендуем фильмы и книги о синтетической теории эволюции и сопутствующих дисциплинах.

Заключение

Фильмы и сериалы, которые стоит посмотреть

Книги, которые стоит прочитать

Синтетическая теория эволюции — ответы на популярные вопросы

Основной движущей силой эволюции СТЭ называет естественный отбор. Он действует на генотипы либо на аллели генов. Кроме того, движущими силами эволюции являются борьба за существование, возникновение мутаций, поток генов (обмен между разными популяциями), дрейф генов (случайные изменения частот аллелей) и изоляция (препятствие потоку генов).

В целом – нет. Чарльз Дарвин не мог знать о биологических открытиях XX и XIX веков. Поэтому в его работах есть устаревшие предположения. Однако основные принципы эволюции Дарвин вывел верно. Синтетическая теория эволюции основана на теории Дарвина и дополняет ее, а не опровергает.

Наличием общего предка с такими же чертами (параллелизм) либо сходством условий обитания (конвергенция). Если же организмы не близкородственные и развивались в разных условиях, их сходство объясняется похожими мутациями. Совпадение мутаций – достаточно вероятное событие: некоторые участки ДНК мутируют активнее других, а набор мутаций хотя велик, но все-таки конечен.

Если Ламарк был неправ, почему у более высоких и мускулистых людей обычно и дети более высокие и мускулистые?

Нет. Второе начало термодинамики гласит, что энтропия не убывает при усложнении замкнутых систем. Живые организмы – это открытые системы, поэтому они могут усложняться, и их энтропия при этом не увеличивается.

Потому что они не влияют на приспособленность организмов. У таких признаков может измениться функция. Это произошло, например, с аппендиксом человека: он не участвует в пищеварении, но необходим для нормальной работы иммунной системы и поддержания микрофлоры кишечника. Иногда признак может быть утрачен – как глаза у некоторых кротов. Зрение не нужно им для выживания и никак не влияет на приспособленность к среде. Поэтому мутации, затрагивающие зрение, кротам не вредят. Они накапливаются в популяции и постепенно приводят к утрате глаз.

Источники

Читайте также: