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

Поток генов — это изменение частот генов в генофонде популяции под влиянием миграции особей, кочевок, перелетов, переноса пыльцы и семян ветром, насекомыми. Популяция может приобрести новый аллель не в результате мутации, а в результате иммиграции – вселения в данную популяцию из соседней носителя нового гена. Значение этого процесса отметил еще Дарвин: «Скрещивание играет важную роль в природе, так как поддерживает однообразие и постоянство признаков у особей одного и того же вида».

Дрейф генов – это сдвиг частот генов при уменьшении численности популяции. В большой популяции, однажды возникший, в результате мутации аллель остаётся в ней почти навсегда. Но когда численность популяции сокращается, то возможна потеря некоторых генов. Это фильтр «бутылочного горлышка».

Сдвиг частот происходит автоматически в случайную сторону. Некоторые аллели могут вообще пропадать в популяции. Это делает популяцию более однородной. Гетерозиготную по какому-нибудь аллелю популяцию фильтр «бутылочное горлышко» может сделать гомозиготной.

Закон Харди – Вайнберга

Лишь на рубеже XIX и XX вв. в изучении наследственности организмов были достигнуты первые существенные успехи. Сложились представления о дискретном характере наследственности. Были открыты гены, контролирующие наследование различных признаков.

Гены сотрудничают и взаимодействуют как между собой, так и с внешней средой неимоверно сложными способами. Такие выражения, как «ген длинных ног» или «ген альтруистичного поведения» – удобные обороты речи, однако важно понимать, что они означают. Нет такого гена, который сам по себе создает длинную или короткую ногу. Построение ноги требует совместного действия множества генов.

Новые признаки не могут раствориться в прежнем состоянии, потому, что их возникновение обусловлено изменениями отдельных генов, которые хотя и взаимодействуют друг с другом, но не сливаются и не разбавляют друг друга из за неделимого строения генов.

Всякое изменение гена (мутация), раз появившись и выдержав «проверку отбором на жизнеспособность», сохраняется и постепенно распространяется в популяциях данного вида, если изменение одобряется отбором. Большая часть мутаций не поддерживается отбором, но нейтральные к отбору аллели сохраняются обычно в рецессивном виде и не проявляются в фенотипе.

Новый признак (новый вариант гена – аллель) входит в генофонд вида – сумму всей наследственной информации всех особей данного вида.

В 1906 г. Д. Харди и В. Вайнберг математически доказали, что при свободном скрещивании особей в бесконечно большой популяции организмов данного вида частота встречаемости различных генов остается из поколения в поколение постоянной при отсутствии влияния каких-либо внешних факторов (действия отбора, возникновения мутаций, потока генов из вне).

Следствием этого правила Харди – Вайнберга является невозможность бесследной потери каких бы то ни было новых мутаций из генофонда БОЛЬШОЙ популяции.

С другой стороны, при уменьшении численности популяции в неблагоприятных условиях некоторые гены в ней теряются в большей мере, чем другие. Это означает с точки зрения генетики, что происходит эволюция популяции, уменьшаясь по численности популяция становится более однородной.

Достаточно крупные популяции со случайным скрещиванием составляющих их особей вполне обычны, и в таких популяциях проявляется тенденция к сохранению генетического равновесия в соответствии с правилом Харди-Вайнберга.

Этот фильтр, возникающий при уменьшении численности популяции, называют прохождением через «бутылочное горлышко». Далее численность популяции этого вида может снова возрасти, но она окажется более однородной. Так происходило и с видом HOMO SAPIENS, когда его численность уменьшалась по некоторым оценкам до десяти тысяч.

Синтетическая теория эволюции это строящееся здание, она ответила на множество вопросов, и постоянно развивается. Есть вопросы, на которые она пока не может ответить. Её рано списывать. Возможно, со временем она подвергнется существенной перестройке. Но подобное положение можно отметить в любой науке.

1.6 Алгоритм биологической эволюции

Эволюция не создает новых конструкций «с чистого листа», она меняет старые конструкции так, чтобы каждый этап этих изменений был приспособительным. Эволюция действует «Шаг за шагом» и любой шаг должен повышать приспособленность её носителей или, хотя бы, не снижать её.

Представим себе поверхность с множеством впадин и возвышенностей.  Начав поиск наиболее высокого места на этой поверхности, мы выберем такой алгоритм – перемещаемся по поверхности за каждый шаг на небольшое расстояние в любую сторону, но только так, чтобы в результате этого шага оказаться в месте, которое, по крайней мере не ниже предыдущего. Если двигаться достаточно долго придерживаясь этого нехитрого правила, то, в конце концов, придем в некоторое высокое место, из которого любой шаг в любую сторону приведет в более низкое место. Это означает, что найден локальный максимум.

Это своеобразный тупик, если пользоваться дальше этим алгоритмом. А отбор построен на этом алгоритме. Этот максимум не географический. Это максимум какого то важного свойства для живого существа. Например, максимум пищи.

Так как виду, попавшему в эту позицию, через какое то время может стать некомфортно, то он вымрет, так как выйти, чтобы адаптироваться, он по понятным причинам не может.

Эволюция же не останавливается, движет другие виды таким же путём из других точек. Так постепенно заполняются экологические ниши весьма причудливыми способами.

Никакой справедливости в эволюции нет. Никому не жалко вымерших видов. Никто не подбирает «раненых на поле боя бойцов». Так устроена природа. Но из этого вовсе не следует, что и мы в социальной эволюции должны поступать подобным образом.

Эволюция не умеет по-другому, а у человека есть разум и есть

возможности поступать по-другому. Но куда это приведёт, в конечном счете, тоже неизвестно. У человека есть совесть, ему будет стыдно, если его недостаточно продуманные действия заведут всех в тупик. А эволюция безжалостна. Ей легче.

Ричард Эрнст Беллман (1920—1984)

Эта идея поиска, двигаясь «шаг за шагом» использована американским математиком Р. Беллманом, работавшим по заказу ВВС США в созданном им разделе математики (Беллман Р. Динамическое программирование. – М.: Изд-во иностранной литературы, 1960)

Но он оказался не первым, открывшим этот алгоритм, природа нашла его раньше. Правда, Р. Белман сформулировал эту оптимизационную задачу в более общей форме в виде последовательности рекурсивных вычислений. Решая сначала простую задачу, а затем всё более сложные, но однотипные, в которые включены уже оптимизированные простые, т.е., выполняя рекурсивную процедуру, находится решение по оптимизации некоторой задачи.

Таким образом, отбор не есть случайное блуждание, а весьма эффективный алгоритм движения.

Такой сложный орган как зрение, как показало компьютерное моделирование, может быть сформирован отбором, использующим этот алгоритм за полмиллиона лет, при среднем давлении отбора. Простым блужданием это невозможно сделать и за всё время существования вселенной.

Эта особенность эволюции ведет к неуклонному совершенствованию различных структур, что отмечал ещё Ч. Дарвин. Она же является причиной несовершенства многих адаптаций, странных несообразностей в строении живых организмов, связанных с зигзагами эволюционного пути.

1.7 Эволюция и самоорганизация

Появление в результате эволюции эукариотических клеток (клеток с ядром) позволило эволюции пойти по пути формирования многоклеточных организмов. Тут у теологов (приписывающих всякому движению цель) и креационистов (считающих, что всё сотворено Творцом), то есть у людей уверенных, что само собой ничего не может построиться, возникают большие сомнения, что естественные причины (отбор в данном случае) смогли сформировать наш прекрасный зелёный мир.

Почему собственно появились многоклеточные организмы? Они появились потому, что есть экологические ниши, которые одноклеточные занять не могут. А природа не терпит пустоты. (Это философский постулат, но он работает).

Природа стремится все пустоты, чем-нибудь заполнить. Если есть ниша, то эволюция пытается адаптировать некоторые организмы так, чтобы нишу заполнить. Если это удаётся, то появляется новый вид, в противном случае вид недостаточно адаптированный исчезает.

Выдвигая в качестве механизма эволюции «стремление природы к прогрессу», Ламарк исходил из интуитивного понимания прогресса, не давая этому термину никаких строгих научных определений. Такой подход не позволял развивать целостную модель эволюции живого вещества, был не конструктивным.

Самоорганизация

Сегодня появились новые представления. Одни авторы используют для них термин «самоорганизация», другие «синергетика». К концепции самоорганизации через разработку термодинамики открытых систем пришел бельгийский ученый Илья Пригожин. А термин «синергетика» ввел немецкий физик Герман Хакен. Слово «синергетика» древнегреческого происхождения, означает «сотрудничество, совместное действие».

Как синергетика, так и теория самоорганизации исследуют процессы самоорганизации и самодезорганизации в открытых системах физической, химической, биологической, экологической, социальной и другой природы.

Сегодня наука считает все известные системы от самых малых (элементарные частицы), до самых больших (Вселенная) – открытыми, обменивающимися энергией, (или) веществом и (либо) информацией с окружающей средой и находящимися, как правило, в состоянии, далеком от термодинамического равновесия. А развитие таких систем, как стало известно, протекает путем образования нарастающей упорядоченности. На такой основе возникло представление о самоорганизации материальных систем.

Если под термином «прогресс» понимать процессы самоорганизации живой материи, то можно сказать, что Ламарк интуитивно почувствовал их наличие. Впрочем, альтернативный подход к объяснению эволюционных изменений в виде «естественного отбора» Дарвина не противоречит принципам самоорганизации, приводит к наблюдаемому прогрессу живых систем, и кроме того является конструктивным.

Для самосборки и самоорганизации нужны определённые условия. Вода становится льдом, когда температура снижается до нуля градусов.

Возникновение упорядоченных сложных систем обусловлено рождением коллективных типов поведения под воздействием флуктуаций, их конкуренцией и отбором того типа поведения, который способствует выживанию систем в условиях конкуренции.

Как замечает сам Хакен, это приводит нас в определенном смысле, к своего рода обобщенному дарвинизму, действие которого распространяется не только на органический, но и на неорганический мир. Самоорганизация, по Г. Хакену, – это «спонтанное образование высокоупорядоченных структур из зародышей или даже из хаоса».

Самоорганизующиеся системы обретают присущие им структуры или функции без какого бы то ни было вмешательства извне.

Самоорганизующиеся системы способны сохранять внутреннюю устойчивость при воздействии внешней среды, они находят способы самосохранения, чтобы не разрушаться и даже улучшать свою структуру.

Эти же процессы работают и в социальных обществах, когда они самоорганизуются, когда из неорганизованной толпы появляются отдельные структуры. Однако некоторые исследователи этих процессов считают, что структуры уже существовали в коллективной памяти, не указывая однако, где эта память находится. Это конечно идеализм. Новые отношения возникают здесь и сейчас, но с учетом имеющейся ментальности людей. Онтогенез тоже можно рассматривать как процесс самосборки с учетом генетического кода, который определяет некоторую канву (рамку) в которой осуществляется самосборка.

В начале 70-х годов прошлого века И. Пригожину удалось разработать новую концепцию самоорганизации химических и физических систем.

Бифуркации

Вот как И. Пригожин обрисовывает в общем виде и кратко путь эволюции системы от исходного состояния через хаос к состоянию новой организованности.

В замкнутую изолированную систему энергия или вещество вводятся извне дозировано, чтобы исходное состояние в ней не выходило за рамки заданных границ (к примеру, русская печь, костер и т.д.). В открытой нелинейной системе нет таких ограничений. Здесь вещество и энергия среды могут поступать в нее произвольно, поэтому такая система может выходить из состояния равновесия и стать неравновесной. По мере дальнейшего притока вещества и энергии она с ускорением уходит все дальше от положения равновесия, становясь, все более неравновесной и нерегулируемой.