Социобиология человека. Эволюция без генов. Социальная (культурная) эволюция

Для корректного обоснования биологической эволюции, кроме изменчивости видов и естественного отбора, необходима правильная теория наследственности. Ведь одобренные отбором признаки должны передаваться потомкам. Они и передаются, но механизм этой передачи был неизвестен в то время, когда не было правильной теории наследования.

В биологии XIX века полагалось, что наследственный материал отца смешивается с наследственным материалом матери, порождая потомка (теория слитной наследственности) у которого наследственность представлялась как «среднее арифметическое» наследственного материала отца и матери. Например, растение с красным цветком и растение с белым рождают растение с розовым цветком, у высокого отца и низкорослой матери рождается ребёнок среднего роста и т. д.

Такая теория наследования не в состоянии правильно объяснить передачу отобранных признаков в следующее поколение.

Вот на этот недостаток Дарвинизма указал не биолог, а англо-шотландский инженер, экономист, преподаватель, филолог, критик, актёр, драматург и художник Дженкин.

(Генри Чарльз Флеминг Дженкин (1833 -1885). В июне 1867 года в журнале «North British Review» вышла в свет статья Дженкина под названием «Происхождение видов», где критиковалась идея естественного отбора как механизма эволюции).

Дженкин был не прав в критике естественного отбора. Его аргументы указывали на то, что не было в то время правильной теории наследственности. Если же использовать принятые тогда взгляды на наследственность, то его аргументы казались логичными. Созданная позже популяционная генетика смогла ответить на возражения Дженкина и с другой стороны дала третью необходимую опору эволюционному учению.

Суть критики сводилась к тому, что при свободном скрещивании двух особей (а только так и происходит в природе) полезное свойство, выделенное отбором, быстро элиминируется, т.е. исчезает, растворяясь в массе других неполезных для популяции свойств при дальнейших многочисленных скрещиваниях в соответствии с принятой тогда слитной теорией наследственности.

Предположим, что в популяции появилась особь с более удачным для выживания и размножения признаком, чем у существующих особей. Но скрещиваться данная особь будет только с особями с «нормальными» признаками. Поэтому через несколько поколений удачное новоприобретение неизбежно будет разбавляться и поглотится «болотом» обычных признаков.

Ознакомившись с возражениями Дженкина, Дарвин счёл, что их правильность «едва ли может быть подвергнута сомнению» и называл их «кошмаром Дженкина». В письме своему другу ботанику Джозефу Хукеру от 7 августа 1869 года Дарвин писал о статье Дженкина: «Знаете, я почувствовал себя очень приниженным, закончив чтение статьи».

1.4 Дарвинизм и генетика

Для того, чтобы ответить на возражение Дженкина, нужно понимать внутреннюю причину изменчивости вида, и механизм наследственности. Ч. Дарвин только констатировал наличие изменчивости видов. Некоторые считают, что если бы Дарвин прочел статью Г. Менделя (возможно, он её и читал), то он смог бы ответить на критику Дженкина. Но это не так. Ведь понадобилось около 70 лет, чтобы создав популяционную генетику, разобраться с наследованием.

Зарождение генетики

Г. Мендель опубликовал результаты своих опытов и размышлений в 1866 г. в работе «Versuche ?ber Pflanzen-Hybriden» («Опыты с гибридами растений») Однако в свое время статья не получила положительных отзывов и была забыта. Может быть потому, что имела такое скучное название. Если бы она называлась: «Законы наследования гороха при гибридизации», возможно, её не постигло бы забвение на 35 лет. Решение проблемы наследования в то время уже назрело. Опыты с горохом принесли Г. Менделю титул «Отца генетики», но, к сожалению, только после его смерти.

Законы Г. Менделя сами по себе не дают ответа на возражения Дженкина, потому что это только статистические закономерности для гибридов гороха. Но они показывают, что изменчивость возникает не случайно, что она связана с механизмом наследственности.

Понадобилось время, и усилия многих ученых, чтобы разработать в рамках популяционной генетики соответствующие механизмы наследственности. Потребовалось время, чтобы осознать, что законы генетики действуют как в растительном мире, так и мире многоклеточных живых организмов, что они являются универсальными.

В 1886 году (через 20 лет после Менделя) А. Вейсман предложил теорию зародышевой плазмы, которая неплохо объясняла природу изменчивости.

Зародышевая плазма Вейсмана это половые клетки, которые в процессе создания меняются случайным образом, уменьшая вдвое число хромосом. Так Вейсман описывал процесс возникновения половых клеток, который сейчас именуется мейозом, в котором из обычных (соматических) клеток образуются половые, при этом случайным образом происходят хромосомные перестройки, определяющие наследственность половых клеток (гамет). Создаваемые в этом процессе комбинаторные различия половых клеток и создают изменчивость организмов в популяции. Число возможных комбинаций генов в зиготе (оплодотворённой половой клетке) теоретически превышает число атомов во вселенной.

Изменения же в обычных клетках не могут влиять на наследственность. Так в экспериментах Вейсмана на протяжении 22 поколений крысам отрубались хвосты, но у потомков хвосты не укорачивались и отрастали обычной длины. Потому, как отрубание хвоста не меняет состав хромосом.

Было доказано, что приобретённые организмом в течение жизни свойства не передаются по наследству.

Что и как передаётся по наследству, было выявлено позже с разработкой популяционной генетики.

А. Вейсман «ясно доказал несостоятельность одного из основных принципов ламаркизма» (И. И. Шмальгаузен, 1939). Однако, несмотря на отсутствие убедительной теории, ламаркизм (в виде веры в возможность передачи приобретённых признаков по наследству) продолжал и продолжает существовать, как укоренившийся предрассудок. Предсказание Вейсмана, что зародышевая плазма сосредоточена в хромосомах (по Вейсману – идантах), также оправдалось.

Опьяненные крупными успехами, ведущие представители генетики заняли высокомерно-враждебную позицию по отношению к предшествующей эволюционной теории. Дарвинизм также оказывался излишним. Ему противопоставлялся Менделизм как «точное учение о наследственности». А дарвинизм, уже воспринимался как пережиток «романтической эпохи парусных кораблей и веры в чудесную силу естественного отбора» (W. Bateson, 1914).

Сперва это выражалось в «чудовищных претензиях генетиков» на объяснение эволюции, позднее в претензии на единственно научную основу селекции.

Синтез генетики и дарвинизма

Однако, в конце концов, биологами было осознано, что генетика не противоречит дарвинизму, а может его дополнить, обосновав многие наблюдаемые в эволюции факты.

Сергей Сергеевич Четвериков (1880—1959) – русский и советский биолог, генетик-эволюционист, сделал первые шаги в направлении синтеза менделевской генетики и эволюционной теории Чарльза Дарвина.

Он раньше других учёных организовал экспериментальное изучение наследственных свойств у естественных популяций животных. Работы С. Четверикова, особенно его основной труд «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики», опубликованный в 1926 году, легли в основу синтетической теории эволюции.

В этой работе было показано, что между данными генетики и эволюционной теорией нет никакого противоречия. Напротив, данные генетики должны быть положены в основу учения об изменчивости и стать ключом к пониманию процесса эволюции.

Четвериков, пользуясь теоремой Харди-Вайнберга и некоторыми логическими заключениями, доказал, что мутации в природных популяциях животных не исчезают, могут накапливаться в скрытом (гетерозиготном) состоянии и давать материал для изменчивости и естественного отбора. Таким образом, Четверикову удалось связать эволюционное учение Дарвина и законы наследственности, установленные генетикой.

Эта статья С. С. Четверикова (1926) в настоящее время рассматривается как основополагающая работа для развития новой отрасли науки – эволюционной (и популяционной) генетики. Она считается важнейшей вехой в развитии эволюционной теории.

Естественно, что в 1929г. С. Четверикова затронул молох сталинских репрессий, особенно учитывая его непролетарское происхождение. Его происхождение без всяких документов можно понять по приведённой фотографии. В результате чего, он после 3 месяцев Бутырки был сослан на 3 года в Свердловск (Екатеринбург) с ограничением в дальнейшем его возможного места жительства.

Современное эволюционное учение имеет по существу трех отцов основателей.

1. Ч. Дарвина, как человека, первым выдвинувшим теорию естественного отбора, как главную действующую силу эволюции. Надо понимать, что какие бы манипуляции не совершались с генами, если они не будут одобрены отбором, эволюция вида происходить не будет.

2. А. Вейсмана, который в 1886 году предложил теорию зародышевой плазмы, объяснившей причины изменчивости свойств индивидуумов внутри популяции.

3. Г. Менделя, как первооткрывателя генетики, открывшего общие количественные статистические закономерности наследования в популяциях.

1.5 Синтетическая  теория  эволюции.

В этой главе в конспективной форме будут затронуты некоторые вопросы современного понимания биологии многоклеточных организмов.

Жизнь является процессом гомеостаза, а эволюция развертыванием этого процесса во времени.

Гомеоста?з – саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия.

Стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды.

Гомеостаз популяции – способность популяции поддерживать определённую численность своих особей длительное время.

Три  краеугольных  камня    в  основе   современного  учения  о  эволюции:  естественный  отбор,  изменчивость  видов,  наследование  отобранных  признаков.

Изменчивость и наследование обеспечиваются генами, являющимися фрагментами молекулы ДНК. 46 таких отрезков ДНК находятся в ядре почти каждой клетки нашего организма. Поэтому важнейшей частью СТЭ является учение о генах. Замечательное свойство молекулы ДНК в том, что она может воспроизводить самоё себя (реплицироваться).

Рост многоклеточных организмов происходит путем деления клеток и дальнейшего их роста. Когда клетка делится пополам, ДНК ядра при этом не делится, а удваивается (реплицируется) и таким образом в обоих ядрах разделившейся клетки оказываются одинаковые ДНК. Такой процесс деления клеток называется митозом. ДНК содержит инструкции по построению молекул белков, которые составляют основу нашего организма. Но в этих инструкциях нет ничего по построению всего организма или каких то его частей.

ДНК, ген, хромосома

Молекула ДНК – обеспечивает хранение, передачу из поколения в поколение биологической информации в виде генетического кода, состоящего из последовательности нуклеотидов.

Нуклеотидные информационные блоки, входящие в состав ДНК и несущие генетический код бывают только четырех типов, сокращенно обозначаются буквами Г, Ц, А, Т. (молекулы Гуанина, Цитозина, Аденина, Тимина). Они одинаковы у всех животных и растений. Различна лишь их последовательность, которая собственно и переносит информацию. Последовательность этих нуклеотидов у данного человека отличается не только от их последовательности у улитки. Она отличается также, хотя и в меньшей степени, от последовательности блоков у любого другого человека.

В ядре клетки гены располагаются на отдельных хромосомах, которые состоят из молекулы ДНК, и множества вспомогательных белков, которые помогают правильно упаковывать ДНК, «считывать» с нее информацию, размножать и т. д. Под микроскопом они имеют вид длинных нитей, в которых в определенном порядке расположены гены (участки хромосом).

В ядре клетки человека содержатся 2 набора по 23 хромосомы (геном). Двадцать третьи хромосомы определяет пол. У женщин это две Х хромосомы, а у мужчин одна Х и одна Y хромосома.

Каждой хромосоме одного набора соответствует хромосома другого набора, имеющая такой же функционал. Такие хромосомы называют гомологичными.