Очерки теории эволюции

§ 161. ПОРЯДОК есть подразделение классов, вводимое, чтобы не разграничивать раз навсегда роды в числе большем, чем может легко воспринять разум».

Самым главным изобретением Линнея был Диагноз, т. е. такое краткое описание, которое позволяет отличить вид от всех остальных видов данного рода, род – от остальных видов порядка, а порядок – от всех остальных порядков класса. Вопреки широко распространенному мнению, он считал бинарные названия видов обиходными названиями и приводил их на полях, а научными (правильными) названиями считал именно диагнозы, состоящие из нескольких (не более 12) слов. Для составления диагнозов он ввел строгие правила, большинство из которых сохраняет свое значение до настоящего времени.

Этот подход, во-первых, позволял резко сократить объем описаний, а во-вторых, давал возможность быстро определить неизвестное растение или животное, поэтому не удивительно, что все биологи сразу же взяли его на вооружение. О преимуществах системы Линнея свидетельствует динамика описания новых видов растений. Теофрасту было известно 450, а Диоскориду – около 500 видов растений. Полтора века спустя после Диоскорида картина не изменилась. В травнике Бока (1539) описывается 467 видов. В первые сто лет после возрождения ботаники число известных видов увеличилось на порядок: в монографии К. Баугина (1620) описывается уже около 6 тыс. видов. Но затем темп увеличения числа известных видов резко падает. Турнефор (1694) приводит около 10 тыс., а Рей (1704) – 18 600 видов растений. Новой точкой отсчета можно считать работу Линнея «Виды растений» (1753), в которой он приводит около 7600 видов (рис. 4). А сто лет спустя О. и А. Декандоли в 17-томном «Введении в естественную систему царства растений» (1824–1874) описали уже 27 859 видов растений, но при этом были описаны не все порядки. Всего же, по оценкам А. Декандоля, флора мира должна насчитывать не менее 120–130 тыс. видов растений.

Система животных Линнея довольно примитивна и уступает во многом даже системе Аристотеля. Всех животных он разделил на шесть классов: млекопитающие, птицы, амфибии, рыбы, черви и насекомые. В класс амфибий входили земноводные и пресмыкающиеся, к классу червей он отнес все известные в его время формы беспозвоночных, кроме членистоногих, включенных им в класс насекомых. Вплоть до 10-го издания «Системы природы» он относил китов к рыбам, но зато включил человека в отряд приматов.

Гораздо более детальной была его система растений. Все растения Линней разделил на 24 класса, различающихся по строению цветков. Первые 13 классов он различал по числу тычинок. К XIV и XV классам он отнес растения с разной длиной тычинок, к XVI–XIX классам – растения со сросшимися тычинками, различающиеся разным характером их срастания, к XX классу – растения со сросшимися тычинками и пестиком, к XXI–XXIII классам – однодомные, двудомные и растения, у которых часть цветков однополые, а часть двуполые. В XXIV класс вошли растения, не имеющие цветков (тайнобрачные).

Как система животных, так и система растений Линнея были искусственными, поскольку основывались на небольшом числе произвольно взятых признаков и не отражали действительного родства между разными формами. В один и тот же класс растений могли входить далекие друг от друга виды, которые объединял лишь один общий признак, например число тычинок. На основании одного лишь общего признака (строения клюва) он относил страуса, казуара, павлина и курицу к одному отряду. Но Линней сам отлично понимал искусственность своей системы и считал, что поиск естественной системы (по его представлению, той системы, которой Бог руководствовался при творении видов) – важнейшая задача будущих систематиков.

Рис. 4. Система растений К. Линнея.

По убеждениям Линней стоял на позициях креационизма, т. е. считал, что все виды были созданы Богом и остаются неизменными. Им была выдвинута типологическая концепция вида, согласно которой имеется некоторый идеальный тип вида, созданный Ботом (как идея Платона), а все реальные представители каждого вида – лишь частичное отражение этой идеи. Все отклонения от типа являются результатом воздействия внешних условий. Естественно, при таком подходе вид понимается как реальная категория, поскольку виды четко обособлены и промежуточные формы между ними отсутствуют. Критерием же вида является его воспроизводимость в потомстве.

Хотя большинство биологов с восторгом приняло идеи Линнея, были и противники его подхода к классификации. Самым ярым его критиком был Ж. Бюффон, выступавший против системы Линнея на страницах «Естественной истории». Впрочем, неприязнь была обоюдной. Недаром Линней назвал в честь нелюбимого Бюффона ядовитое растение (Bufonia) и весьма непривлекательную на вид жабу (Bufo bufd).

3. Жорж Луи Леклерк Де Бюффон

Великий французский ученый Жорж Луи Леклерк де Бюффон (1707–1788) родился в Момбаре близ Дижона (Бургундия) в просвещенной дворянской семье (рис. 5). Его отец был чиновником, дед – судьей, прадед – врачом. Закончив иезуитский колледж в Дижоне, он в 1728 г. поступает на юридический факультет Дижонского университета, но вскоре переводится на медицинский факультет университета в Анжу. Однако его обучение продолжалось недолго. В 1730 г. он на дуэли убивает своего противника и, скрываясь от правосудия, бежит в Нант, где знакомится с английским путешественником герцогом Кингстоном. В свите герцога Бюффон путешествует по разным странам Европы. Во время путешествия он подружился с натуралистом Хикманом, также входившим в свиту герцога, общение с которым определило дальнейшее увлечение Бюффона естественной историей. В 1732 г. Бюффон узнает, что его отец вторично женился. Чтобы решить вопросы с наследством, он возвращается в Монбар и после раздела имущества приобретает имение, в котором устраивает образцовое хозяйство, строит медеплавильный завод, занимается восстановлением лесов. В 1733 г. он публикует работу по математике и становится адъюнктом Французской академии наук. В числе ранних работ Бюффона можно упомянуть его статью «О сохранении и восстановлении лесов».

Рис. 5. Жорж Луи Леклерк де Бюффон.

В 1739 г. Бюффон становится интендантом, а в 1748 г. – директором Королевского ботанического сада в Париже, основанного в 1635 г. Благодаря его деятельности ботанический сад и находившийся здесь же Музей естественной истории превратились в образцовые научные учреждения. При нем существенно увеличилась территория ботанического сада. Бюффон скупал прилежащие участки и затем, не без выгоды для себя, перепродавал их государству. Но наибольшую известность ему принес огромный труд – 44-томная «Естественная история» (рис. 6).

Рис. 6. Титульный лист многотомного сочинения Ж. Бюффона «Естественная история».

При жизни автора было опубликовано 33 тома, а остальные закончил и опубликовал его ученик Б. Ласепед. В работе над «Естественной историей» Бюффону помотали его ученики, которые впоследствии сами становились известными учеными. Так создавалась научная школа. Учениками Бюффона были Ж. Ламарк, ботаник А. Жюссье, зоологи Л. Добантон, Г. де Монбейяр и Б. Ласепед, минеролог Ф. де Сайт-Фон. В 1793 г. на базе ботанического сада Конвент организовал Национальный музей естественной истории, прообраз современных западных университетов, в которых преподавание совмещается с научной работой. Основной контингент его профессоров составили ученики Бюффона. Популярность Бюффона была столь велика, что еще при жизни площадь перед ботаническим садом была названа его именем, и на ней ему был установлен памятник.

«Эпохи природы»

Первые три тома «Естественной истории» под общим названием «Эпохи природы» вышли в свет в 1749 г. В первом томе излагалась история Земли, во втором – общая история животных и в третьем – естественная история человека. Здесь он предложил гипотезу происхождения Земли и всей Солнечной системы. Он предполагал, что некогда в Солнце ударила комета, в результате чего от него оторвались и начали вращаться по орбитам гигантские раскаленные капли – планеты, одной из которых была Земля. По мере остывания за счет эрозии и деятельности вулканов сформировался рельеф.

Следуя за Лукрецием Каром, поэма которого была необычайно популярна среди французских философов-материалистов XVIII века, Бюффон предполагал, что в основе жизни лежат «живые молекулы», которые существуют вечно и, комбинируясь в разных сочетаниях, создают всё разнообразие живого. Когда Земля остыла до приемлемой температуры, на ней возникла жизнь путем самозарождения. Интересно, что Бюффон попытался экспериментально определить возраст Земли и время возникновения жизни. Для этого он нагрел большой медный шар и наблюдал за его остыванием, а потом экстраполировал эти данные на объем Земли. По его расчетам, возраст Земли составляет 75 тыс. лет, а жизнь возникла 20 тыс. лет назад. Для нас эти цифры выглядят наивно, но для современников они были шокирующими: ведь согласно Библии акт Творения произошел всего 5 тыс. лет назад.

Нельзя не упомянуть и еще об одной идее Бюффона. Основываясь на сходстве фаун Старого и Нового Света, он предположил, что вначале существовал лишь один континент, который впоследствии распался. Долгое время эта гипотеза представлялась фантастической, и лишь в середине XX века идея дрейфа континентов, подтвержденная геологическими данными, стала общепризнанной.

«Эпохи природы» были встречены в штыки церковью и большинством ученых. Известный энтомолог Рене Антуан Реомюр писал: «В то время как другие писатели, развлекая нас историей отдельного насекомого, умеют вознести нас мыслью к Творцу, господин Бюффон, объясняя устройство мира, позволяет нам почти не замечать Творца».

В результате многочисленных нападок Бюффон был вынужден в 1751 г. публично отречься от своих взглядов в Сорбоннском университете. Текст его отречения звучал так: «Я объявляю, что не имел никакого намерения противоречить тексту Священного Писания, что я самым твердым образом верую во все то, что говорится в Библии о сотворении мира, как в отношении времени, так и самого факта. Я отказываюсь от всего, что сказано в моей книге относительно образования Земли и вообще от всего, что может показаться противоречащим рассказу Моисея». Впрочем, это не помешало ему в 1769 г. опубликовать второе издание труда «Эпохи природы».

Описания животных

Последующие прижизненные тома «Естественной истории» были посвящены описанию позвоночных животных. Бюффон был принципиальным противником системы Линнея и диагнозов, поскольку считал, что они не дают представления о животном. «В естественной истории, – писал он, – истинными могут считаться только описания, ибо если описываются только одна или многие части предмета, не объемля его целости, то возникает лишь недостаточное или ложное представление. В самом деле, какое понятие можно получить о животном, коего представляют нам только зубы, сосцы или лапы! Что нам изображает столь нелепое сочетание?»

Описание, по его мнению, должно быть составлено так, чтобы читатель мог составить представление о животном, причем не в статике, а в динамике. Кроме того, описания должны содержать сведения об анатомии и морфологии (необходимы промеры), образе жизни, практическом значении животного. Отвергая систему, он предлагал вначале рассмотреть наиболее знакомых нам домашних животных, затем описать диких животных Европы и уже потом давать описания обитателей экзотических стран.

Действительно, обширные описания Бюффона, написанные четким, и в то же время красочным языком, сопровождаемые рисунками и промерами частей животного, дают полное представление о нем. Вот, например, как он описывает повадки кошек: «Хотя кошки и живут в наших домах, их нельзя назвать по-настоящему домашними животными. Даже самых прирученных из них нельзя заставить служить себе… Они больше привязаны к дому, чем к хозяину. Если их перенести на значительное расстояние, например на 1–2 мили, то они самостоятельно возвращаются на свои участки, по-видимому, потому, что они знают здесь все мышиные норы, все их выходы и проходы. Так что труд, употребленный кошкой на обратный путь, с лихвой вознаграждается, так как больший труд ей понадобился бы, чтобы также хорошо изучить новое место…

Кошки жуют медленно и с трудом. Их зубы так коротки и так неудачно расположены, что ими можно только терзать, но не пережевывать пищу. Поэтому они предпочитают самое мягкое мясо, любят рыбу и едят ее как вареную, так и сырую. Пьют они часто. Сон их легок, и они больше делают вид, что спят. Ходят неслышно, почти всегда легко, не делая ни малейшего шума… Глаза их блестят в темноте, подобно алмазам, которые ночью отражают свет, втянутый ими в себя в течение дня».

Или, например, небольшой фрагмент из описания косули: «Олень, как благороднейший из лесных обитателей, занимает в дубравах места, затененные вершинами высочайших деревьев. Косуля же довольствуется менее высокими лесами и обыкновенно держится в густой молодой поросли. Но если не хватает ей благородства и меньшей одарена она силой, то по красоте, живости и даже смелости она превосходит оленя. Она гораздо веселее, наряднее, бодрее. Особенно прекрасны глаза косули – блестящие и оживленные глубокими чувствами. Движения ее более свободные и быстрые: она прыгает без напряжения и с большой скоростью. Шерсть содержит всегда опрятную и гладкую, и никогда не валяется в грязи, как олень».

Теоретические взгляды Бюффона

Параллельно с описанием животных Бюффон высказывает массу интересных соображений по общебиологическим проблемам. Так, например, он обсуждает проблему корреляций и впервые высказывает идею о единстве плана строения позвоночных. Единством плана строения он объясняет наличие промежуточных форм между обособленными, на первый взгляд, группами. Правда, эту мысль он подтверждает весьма наивными примерами, рассматривая пингвинов как промежуточную форму между рыбами и птицами, тюленей между китами и наземными млекопитающими, летучих мышей между птицами и млекопитающими.

Но наиболее важным является то, что он впервые высказывает предположение о возможности трансформации видов, т. е. превращения одних видов в другие. К этой идее он пришел не сразу. В первых томах «Естественной истории» он выступает как сторонник идеи о неизменности видов и, более того, обвиняет Линнея и его сторонников в скрытом эволюционизме.

Высказываясь против объединения видов в роды, он пишет: «Если бы эти роды на самом деле существовали, то они могли бы возникнуть только из смешения, последующего изменения и вырождения первичных видов. И если единожды допустить, что у растений и животных имеются роды, и что осёл принадлежит к роду лошади и отличается от нее только потому, что он выродился (!), то равным образом можно сказать, что обезьяна происходит от человеческого рода и что она ни что иное, как выродившийся человек, и что… всякий род… имеет от одного источника свое начало, даже все животные произошли от одного животного, которое с течением времени произвело, усовершенствуясь и вырождаясь, все виды других животных. Систематики, с таким легкомыслием создающие роды у животных и растений, кажется, плохо чувствуют всю обширность следствий из этого. Ибо, если бы единожды удалось доказать, что среди животных и растений, не говорю многие, но хотя бы один вид произошел путем вырождения из другого, и что упомянутые роды можно установить сходно с разумом, то не было бы предела могуществу Природы, и каждый имел бы основание предполагать, что Природа могла со временем создать из единого существа все прочие. Но нет: из Откровения известно, что все животные участвовали в Творении, что от десницы Создателя получили бытие свое по паре каждого вида и должно верить, что и в тогдашнее время они были такими же, как их ныне представляют потомки».

При этом он допускает, что породы домашних животных были выведены человеком. Основными причинами изменений он считал влияние климата и пищи. Но есть у него и указания на роль искусственного отбора: «Если по случаю, довольно обыкновенному в Природе, обнаружатся одно отличие или явные изменения в некоторых признаках, люди стараются их сохранить, как и ныне делают, когда хотят создать новые породы собак и других животных». При этом, несмотря на очень сильные различия между породами, они не могут рассматриваться как разные виды, поскольку могут свободно скрещиваться между собой, что, по его мнению, является «единственным врожденным свойством вида». Разные виды при скрещивании либо вообще не дают потомства, либо их потомки оказываются бесплодными.

Однако впоследствии его взгляды изменились. В 1766 г. он публикует приложение к XIV тому «Естественной истории», которое называлось «Дегенерация животных», где формулирует теорию трансформизма. Согласно его представлениям, виды, объединяемые в настоящее время в одно семейство, произошли от общего предка. Так, от одного общего предка могли возникнуть лошадь, зебра и осёл, от другого – бык, буйвол и зубр и т. д. «В таком семействе обычно отмечают один общий основной ствол, от которого как бы выходят различные ветви, тем более многочисленные, чем более плодовиты и более мелкие по размерам индивиды каждого вида».

Основной причиной трансформации видов Бюффон считал прямое воздействие климата и пищи. Однако его представления о механизмах трансформации крайне наивны и не могут не вызвать улыбки у современного читателя. Так, обсуждая вопрос о влиянии пищи, он пишет: «Олень, обитающий в лесах и питающийся, так сказать, деревьями, носит на голове подобие растений, которое есть не что иное, как остаток сей пищи. Бобр, живущий в воде и питающийся рыбой, имеет хвост, покрытый чешуей. Следовательно, можно предполагать, что животные, которым бы всегда давали одинаковую пищу, в короткое время приняли бы некоторые качества этой пищи, и что если бы всегда продолжать давать им одинаковый корм, присвоение питательных частиц привело бы к изменению облика животного».

Не менее наивно выглядит и объяснение влияния климата: «В Америке, где жара не столь велика, где воздух и почва прохладнее, чем в Африке на той же широте, тигр, лев и барс ничего не имеют страшного, кроме названия. Они не беспредельные властелины лесов, а животные, обычно скрывающиеся от взора людей… Под кротчайшим благорастворением воздуха они сделались кроткими: что было в них излишнего, стало умеренным, и через перемену, которую они испытали, сделались они более согласными в нравах населяемой ими стране».

Теория Бюффона, получившая название теории трансформизма, еще не была эволюционной теорией. Во-первых, он предполагал, что существующее многообразие живых существ возникло из немногих, уже высокоорганизованных видов, а во-вторых, рассматривал процесс трансформации видов не как прогресс, а как вырождение (дегенерацию). Однако сама идея изменяемости видов, впервые выдвинутая Бюффоном, постепенно, благодаря необычайно высокой популярности «Естественной истории», постепенно становилась популярной и, в конце концов, привела к созданию эволюционных теорий.

В настоящее время противоречие между Линнеем и Бюффоном кажется нам довольно странным. Сейчас ни у кого не вызывает сомнений, что нужны как диагнозы (для ориентации в системе и быстрого определения видов), так и подробные описания. Выдающийся русский зоолог П.-С. Паллас, у которого в кабинете рядом висели портреты Линнея и Бюффона, писал: «И тот и другой, к счастью для естествознания, появились в одном и том же веке, чтобы наука, идя по стопам этих исполинов, продвигалась к совершенству, хотя и разными дорогами. Один со своим систематизирующим умом ввел порядок и точность в науку и работал всю жизнь с удивительным прилежанием, чтобы умножить наши знания об организмах. Другой… почти исчерпал естественную историю четвероногих, ввел в область науки философский дух и прелестью своего красноречия заставил общество полюбить науку. Если бы каждый из них не встретил себе противовеса в своем современнике, то, пожалуй, ввел бы в науку воззрения, более трудные для преодоления».

В течение более ста лет «Естественная история» Бюффона была настольной книгой не только ученых-зоологов, но и самого широкого круга читателей, интересующихся природой. Это значение она утратила лишь после выхода в свет знаменитой книги немецкого зоолога, директора Гамбургского зоопарка Альфреда Брема (1829–1884) «Жизнь животных» (первое издание было в 1863–1869 гг.). Путешествуя для отлова животных для зоопарка по Египту, Нубии, Судану, Абиссинии, Испании, Норвегии, Западной Сибири, Брем собрал большой оригинальный материал по биологии животных. «Естественная история» Бюффона, составленная в значительной степени (все разделы, касающиеся экзотических животных) не на оригинальных наблюдениях, а на литературных данных, к тому же устаревшая за сто лет, не могла выдержать конкуренции с «Жизнью животных» Брема.

4. Развитие биологии к концу XVIII века

Во второй половине XVIII века работы Линнея стимулировали исследования в области систематики растений и животных. Описываются все новые и новые виды. Постепенно становится более ясной искусственность предложенной им системы и начинается поиск естественной системы. Вначале за основу такой системы была взята выдвинутая еще Аристотелем и развитая Бюффоном идея о том, что все живые существа образуют непрерывный ряд по степени сложности. В 1764 г. вышла работа швейцарского натуралиста и философа Шарля Бонне (1720–1793) «Созерцание природы», где он в наиболее полном виде изложил идею «лестницы существ», пользовавшуюся некоторое время большой популярностью. Он полагал, что между простейшими и совершеннейшими проявлениями Природы существуют постепенные переходы, так что все тела образуют непрерывную цепь. На вершине этой лестницы стоит Бог, высшее совершенство, а ее основание составляют неделимые монады. От растений через зоофитов эта «лестница» тянется к высшим животным, человеку, а далее к ангелам и архангелам без скачков и перерывов. Всеобщее единство природы обеспечивается предустановленной Богом гармонией. Бонне не связывал «лестницу существ» с эволюцией и считал, что она создана Богом изначально и остается неизменной. Тем не менее, он предполагал, что все живые организмы испытывают на протяжении истории Земли прогресс, переходя с одного уровня этой «лестницы» на другой.

В 1798 г. французский ботаник Антуан Лоран де Жюссье (1748–1836) (рис. 7) в работе «Роды растений, расположенные согласно естественному порядку» предложил свою систему растений. Он выделил 15 классов, которые расположил в линейном порядке. В основание ряда он ставил тайнобрачных, затем шли однодольные, а затем – двудольные растения. В пределах каждого класса группы, примерно соответствующие современным семействам, также располагались в линейном порядке. Собственно сама идея линейной системы растений принадлежала его дяде Бернару Жюссье (1699–1777), садовнику ботанического сада в Версале, который расположил на грядках растения в соответствии с предложенным им «естественным порядком». Сам Бернар Жюссье не публиковал теоретических трудов, но сохранился список этих растений и план, которому он следовал при посадке в 1759 г., позднее опубликованный А. Жюссье

Рис. 7. Антуан Лоран де Жюссье.

Постепенно становилось ясно, что линейная система не отражает реальной структуры таксонов. Первым идею о том, что система представляет собой не одномерную цепь, а некое подобие дерева, высказал Пётр Симон Паллас (1741–1811) (рис. 8) в своей ранней работе «Список зоофитов», опубликованной в 1766 г. Принимая идею Бонне о том, что «природа не делает скачков» и все виды живых существ связаны между собой переходами, он пишет, что «лестница природы… не оказывается такой, какой желают ее видеть Брадлей и Бонне». Лучше всего, по его мнению, «система организованных тел может быть представлена в виде древа, которое непосредственно от корня дает двойной ствол для простейших животных и растений, следовательно, животный и растительный. Первый ствол поднимается от моллюсков к рыбам, отделяя от себя большую боковую ветвь к насекомым. За рыбами следуют амфибии, и вершину занимают четвероногие, а птицы представлены большой боковой ветвью, отходящей ниже четвероногих». В том же 1766 году сходные взгляды применительно к растениям высказал французский садовод А. Дюшен. Следует подчеркнуть, что Паллас, как и Бонне, не рассматривал свою систему как результат эволюции, и его «древо» было столь же постоянным во времени, как и «лестница» Бонне. Он, особенно в последние годы жизни, резко выступал против идеи трансформации видов и критиковал Линнея и Бюффона за отступления от их первоначальных креационистских позиций.

Рис. 8. Пётр-Симон Паллас.

Рис. 9. Рене Антуан Реомюр.

Как было сказано выше, многие годы основным источником сведений о позвоночных животных была «Естественная история» Бюффона. Основным же источником сведений о насекомых был шеститомный труд Рене Антуана Реомюра (1683–1757) (рис. 9) «Мемуары об истории насекомых» («Memoires pour server а 1’histoire des insects»), опубликованный в 1734–1742 гг. «Мемуары» Реомюра основаны главным образом на его собственных наблюдениях (рис. 10). В частности, он первым применил стеклянные ульи для наблюдений за жизнью пчёл и очень подробно описал жизнь пчелиной семьи. Но в отличие Бюффона Реомюр не выдвигал каких-либо новых теоретических идей. Совершенство строения насекомых и, особенно, совершенство и инстинктов он рассматривал как свидетельство мудрости Творца.

Рис. 10. Реомюр за изучением насекомых.

В течение XVIII и первой половины XIX века были также сделаны важные открытия в области физиологии растений и животных, эмбриологии и цитологии.

Глава II

Поиски обобщающей теории биологии в первой половине XIX века