5.2.1 Еволюційні ідеї, концепції та гіпотези в додарвінівський період

Наукову теорію еволюції запропонував у середині XIX століття великий англійський натураліст Чарльз Дарвін. Слід зазначити, що ця теорія виникла не на порожньому місці. їй передував тривалий період нагромадження конкретних знань і розвитку наукової думки.

Матеріалістичні уявлення мислителів стародавнього світу про природу

Ідея еволюції, у свою чергу, безпосередньо пов'язана з уявленнями про єдність природи й загальність руху, які вперше з'являються у творах мислителів Стародавнього Сходу (Єгипет, Індія, Китай) наприкінці II — на початку І тис. до н.е. Згодом вони формулюються більш окреслено у філософських школах матеріалістичного напрямку Стародавньої Греції (VII-VI ст. до и. е.). Відповідно до уявлень античних філософів, увесь навколишній матеріальний світ виник з "першоматерії" (природне походження), основу якої складали первинні субстанції: вогонь, повітря, вода й земля, здатні до взаємоперетворення (єдність природи)- Істотним доповненням до уявлень про єдність матеріального світу стало атомістичне вчення Левкіппа й Демокріта (V-IV ст. до н.е.).

Ідея єдності природи набуває свого справжнього значення в її зв'язках із фактами різноманітності органічного й неорганічного світу, тому що якщо природа єдина за своїм походженням і в той же час відрізняється різноманітністю, то останнє можна розуміти як наслідок перетворень первісної матерії. Розглядаючи живе як частину матерії і вважаючи, що вся різноманітність природи походить з одних "начал", античні філософи дійшли висновку про те, що все живе виникло колись шляхом перетворення єдиної "першоматерії". Звідси природно випливає ідея розвитку, що базується на уявленнях про загальність руху.

Загальність руху (розвитку) визнавали практично всі основні філософські напрямки давнини як невід'ємну властивість матерії. Згодом ці уявлення трансформувалися в ідею історичного розвитку живої матерії, тобто в ідею еволюції. У свою чергу, визнання ідеї розвитку поставило проблему причинності розвитку.

Матеріалістичне трактування причин розвитку (руху) виражалося у визнанні того, що причини розвитку всіх тіл живої і неживої природи пов'язані із їх внутрішньою природою. Найбільш загальну причину розвитку античний філософ Геракліт Ефеський (VI ст. до н.е.) вбачав у єдності й боротьбі суперечливих начал.

Підбиваючи підсумок, варто підкреслити, що саме на розумінні причинності розвитку і сформувалися згодом уявлення про причини (механізми) історичного розвитку живої природи, тобто уявлення про чинники еволюції.

Середньовіччя й епоха Відродження

Картина світу. Після майже двохтисячорічного розвитку знань у стародавньому світі Європа в VI-XIV століттях переживає "похмуру епоху" середньовіччя. Насильницьке впровадження віри в науку перетворює останню на придаток релігії. У такій обстановці природничо-наукові знання накопичувалися вкрай повільно.

До середини XV століття в Європі внаслідок розкладання феодалізму й зародження капіталістичних відносин виникають сприятливі умови для розвитку природознавства. Сучасна історія природознавства і починається, власне кажучи, із другої половини XV століття — з початку епохи Відродження, яка стала великим поворотом у розвитку людської думки.

Починаючи з епохи Відродження (друга половина XV ст.), до середини XVIII століття природознавство накопичило величезний фактичний матеріал і тому за обсягом своїх знань високо піднялося над рівнем давньогрецької науки. Однак інтерпретація зібраного матеріалу несла на собі відбиток світогляду середньовіччя. Стихійно-діалектичні погляди, які панували у філософії до початку нашої ери, змінилися на метафізичний світогляд (грец. "фізис" — природа, "мета" — над), сутність якого зводилася до таких постулатів:

а) навколишній світ, у якому ми живемо, створив Бог;

б) із того часу, як живі організми були створені Творцем, вони не змінюються; тому видів стільки, скільки їх створив Бог;

в) доцільність (пристосованість) живих істот споконвічна.

Тому цей період (друга половина XV — середина XVIII ст.) увійшов в історію науки під назвою метафізичного. Домінуючими вченнями цього періоду були:

а) теологія — учення, спрямоване на наукове обґрунтування ідеї Бога;

б) креаціонізм — учення про незмінюваність видів живих істот;

в) телеологія — уявлення про споконвічну доцільність.

Таким чином, офіційна наука змирилася з релігією і слідом за нею визнала Творця, відповідального за виникнення природи й існуючий у ній порядок.

Розвиток біології в XVI—XVIII століттях

У цей період у біології накопичується величезний описовий матеріал. З'являються перші багатотомні описи тваринного й рослинного світу. Зростаючий об'єм знань потребував систематизації й узагальнення. Перші системи цього періоду були штучними, оскільки основою їх побудови були угруповання рослин і тварин, об'єднані на підставі небагатьох і довільно (суб'єктивно) дібраних ознак подібності й відмінностей між ними. '

Вінцем штучних систем минулого була система, яку запропонував великий шведський натураліст Карл Лінней (1707-1778). Він виконав величезну роботу із систематизації рослин і тварин, результати якої виклав у працях: "Система природи" і "Філософія ботаніки". На основі подібності за одним-двома найбільш помітними ознаками він класифікував організми на види, роди, родини й класи. Одна з найбільших заслуг К. Ліннея - введення бінарної номенклатури (системи подвійних латинських назв - рід і вид, наприклад: Ribes rubrum — смородина червона). Лінней припускав природне виникнення різновидів, але був переконаний у тому, що "видів стільки, скільки різних форм створила предвіковічна сутність". Лінней розглядав вид як стабільний реально існуючий елемент у природі; але так як він вірив у біблійну легенду про створений видів, то стояв на позиціях креаціонізму й вважав, що види не змінюються. Однак під тиском спостережень за природою в останні роки життя К. Лінней визнав, що види можуть виникати шляхом схрещування або навіть у деяких випадках — у результаті дії змін середовища, тобто без участі божественної сили. Він одним із перших звернув увагу на дивну подібність людини і людиноподібних мавп, об'єднавши їх в одне сімейство — ряд приматів.

Незважаючи на штучність класифікації, яку запропонував К. Лінней, система рослин і тварин об'єктивно сприяла формуванню еволюційної ідеї, оскільки об'єднання видів у таксономічні підрозділи (рід, клас і т.д.) здійснювалося за принципом "подібності в будові", що найчастіше пов'язано з філогенетичною, тобто еволюційною, спорідненістю.

Протягом розглянутого періоду розвиваються й інші галузі природознавства. У XVI столітті після зняття заборони на розтин трупів людей великих успіхів досягла анатомія. Створення мікроскопа розширило можливості дослідження живих істот: вивчалися клітинна будова рослин і тварин, світ мікроорганізмів. Застосування мікроскопічної техніки сприяло також розвитку ембріології.

Знання, накопичені в різних галузях природничих наук, сприяли поступовому формуванню матеріалістичного розуміння природи й законів її розвитку.

Розвиток еволюційних поглядів у другій половині XVIII — першій половині XIX століть

Розвиток природознавства в другій половині XVIII століття пов'язаний із формуванням уявлень про природне виникнення світу, загальну мінливість матерії і властивий їй внутрішній рух. Ці уявлення розвивали як філософи, так і натуралісти.

Серед найбільш відомих авторів розглянутого періоду, які розвивали у своїх працях ідеї еволюції, слід назвати французького натураліста Ж. Бюффона (1707-1788), англійського натураліста, лікаря, поета і філософа Еразма Дарвіна (1731 -1802) — діда Чарльза Дарвіна, російського вченого-енциклопедиста М. Ломоносова (1711-1765), петербурзького академіка К. Вольфа (1734-1794) й ін.

Але найяскравішою фігурою розглянутого періоду є французький натураліст Жан Батіст Ламарк — автор першої цілісної концепції еволюції, яка відобразила рівень розвитку біологічних наук і філософської думки XVIII — першої половини XIXст.

Концепція еволюції Ж.Б. Ламарка (1744-1829). Свої еволюційні ідеї найбільш повно Ж. Б. Ламарк виклав у праці "Філософія зоології", яку було опубліковано в 1809 р.

В основі еволюційної концепції Ж. Б. Ламарка лежать його природничонаукові уявлення й філософські погляди.

Природничожукові уявлення Ж. Б. Ламарка сформувалися в результаті виконаної ним величезної роботи в галузі систематики рослинного й тваринного світу. Ж. Б. Ла-марку належить одна з перших спроб створення природної системи живої природи.

Проаналізувавши практику вчених-ботаніків і зоологів, а також спираючись на свої власні ботанічні й зоологічні дослідження, Ламарк наводить докази існування явища змінюваності видів. Одним із таких доказів е наявність "сумнівних видів", щодо визначення яких систематики відчувають труднощі. Останнє є результатом того, що між видами існують поступові переходи. Наявність цих переходів доводить, що види перебувають у постійному русі, тобто поступово змінюються, перетворюючись на інші види. Зрештою, Ж. Б. Ламарк дійшов висновку, що всі живі форми — рослини й тварини — справжні витвори природи, тобто вони не існували споконвіку, а виникли в певний час.

Філософські уявлення Ламарка базувалися на широко розповсюдженій у той час філософії деїзму (від лат. deus — Бог). Філософи-деїсти відводили Богу роль "першо-поштовху". Згідно із цими уявленнями, Бог створив матерію і вдихнув у неї "порядок речей", тобто закони, за якими вона повинна розвиватися. Такі погляди і визначили сутність теоретичних побудов Ламарка, які справили великий вплив на розвиток біології як позитивними, так і негативними сторонами його вчення.

Основний зміст концепції еволюції Ж. Б. Ламарка. Основним змістом цієї концепції є уявлення про напрямок і рушійні сили еволюції.

Ламарк виділяє два основних напрямки еволюції: градацію і пристосувальну диференціацію видів.

1) Градація — східчасте підвищення рівня організації. Пояснюючи суть цього напрямку, Ламарк підкреслює, що першими живими організмами, які виникли з неживої матерії, були найпростіші живі тіла. Подальший розвиток життя йшов від простого до складного. Такий процес підвищення рівня організації має східчастий характер ("сходи істот").

2) Пристосувальна диференціація видів. Розкриваючи сутність цього напрямку, Ламарк звертає увагу на те, що процес східчастого підвищення рівня організації можна простежити лише від класу до класу. Усередині класів градацію порушує вплив зовнішнього середовища, у результаті чого спостерігається процес пристосувальної диференціації видів залежно від різних умов існування.

Виділяючи цей напрямок, Ламарк постулює пристосувальний характер видоутворення. Таким чином, видоутворення, за Ламарком, відбувається шляхом безпосереднього пристосування до середовища.

Чинники (рушійні сили) еволюції. Виділивши два напрямки еволюції, Ламарк формулює уявлення про чинники, відповідальні за ці напрямки. їх, як і напрямків, також два.

1) Перший чинник — тенденція (прагнення) до удосконалення. Намагаючись виявити причини еволюції, Ламарк насамперед зупиняється на питанні про причини градації. На думку Ламарка, у живій природі існує фатальна неминучість, яка штовхає організми до підвищення своєї організації. Остання є наслідком тенденції до удосконалення, яке відображає "порядок речей", вкладений Богом у матерію при її створенні.

2) Другий чинник — прямий вплив середовища. Порушення правильної градації усередині класів є наслідком впливу різних зовнішніх умов, які змушують види змінюватися відповідно до змін зовнішнього середовища.

Схема прямого впливу середовища така:

1) організми, що розвиваються, зазнають впливу зовнішнього середовища;

2) під впливом зовнішнього середовища виникають адекватні йому зміни, тобто пристосувальні, або доцільні, із чого випливає, що доцільність споконвічна;

3) зміни, які постійно виникають, успадковуються наступними поколіннями. Таким чином, Ламарк вводить у науку постулат про успадкування набутих змін.

При цьому відповідь організму на вплив зовнішніх умов відрізняється деталями й визначається організацією живих істот: вона неоднакова в рослин, нижчих і вищих тварин (тварини, які мають розвинуту центральну нервову систему).

У рослин і нижчих тварин пристосування виникають унаслідок безпосереднього впливу фізико-хімічних чинників зовнішнього середовища.

Вищі тварини, на думку Ламарка, здатні до "внутрішнього почуття" й виявлення "волі". Тому змінюваність вищих тварин Ламарк уявляє так:

а) змінюються умови середовища;

б) під впливом цих змін у тварин змінюються потреби;

в) під впливом змінених потреб змінюється поведінка й виникають нові звички;

г) у зв'язку з новими потребами й звичками тварини вправляють одні органи і не вправляють інші;

д) відповідно до нових потреб і звичок та під впливом тривалого вправляння або за відсутності такого відповідно відбувається зміна

органів (органи, які постійно задіяні, посилено розвиваються — наприклад, шия жирафа, — тоді як за тривалої відсутності

вправлянь вони атрофуються). У цьому сутність першого "закону Ламарка";

е) усі зміни, які виникли в такий спосіб, із часом успадковуються (другий "закон Ламарка").

Таким чином, прямий вплив середовища і є тим чинником, який відповідає за пристосувальну диференціацію видів (виникнення видів шляхом пристосування до середовища).

Оцінка еволюційної концепції Ж. Б. Ламарка. Оцінюючи концепцію еволюції Ж. Б. Ламарка, варто підкреслити її позитивні й негативні (які не витримали перевірки часом) сторони.

Позитивним у вченні Ламарка є насамперед те, що, на противагу уявленням креаціонізму, які панували в той час, він утверджував ідею змінюваності видів. Крім того, Ламарк запропонував одну з перших цілісних концепцій еволюції, у якій сформулював уявлення про напрямки еволюції і про рушійні сили, відповідальні за ці напрямки. При цьому Ламарк звернув увагу на "магістральний" шлях еволюції (ускладнення організації) і вказав на пристосувальний характер видоутворення.

Негативним (що не витримало перевірки часом) у вченні Ламарка є дуалізм (подвійність) його концепції. Останній полягає в тому, що в живій природі Ламарк виділяє дві групи ознак: основні (відповідальні за ускладнення організації) і пристосувальні (з якими пов'язане безпосереднє пристосування до середовища). Обидві групи ознак відірвані одна від однієї, тому що їх виникнення пояснюється дією зовсім різних причин (чинників еволюції). Так, якщо пристосувальні ознаки, за Ламарком, виникають лід дією матеріального чинника, до якого належать умови зовнішнього середовища, то основні риси організації, відповідальні за її ускладнення, є результатом дії чинника нематеріального — тенденції до удосконалення — чинника, що походить від первісного божественного поштовху.

Таким чином, процес прогресивної еволюції, за Ламарком, відірваний від пристосувального характеру еволюції в цілому.

Крім того, концепція еволюції Ламарка є теологічною, що випливає, по-перше, з постулату про споконвічну зумовленість процесу ускладнення організації (визначено божественним началом); по-друге, — із трактування процесу виникнення пристосувань. Він розглядав пристосування як результат вродженої здатності живих істот змінюватися так, як це потрібно в даних умовах (адекватно середовищу, тобто споконвічно доцільно). По суті, Ламарк поставив знак рівності між зміною і пристосуванням, оскільки процес пристосування механічно зведений у нього до процесу мінливості.

Після виходу у світ теорії еволюції Ж. Б. Ламарка, як і раніше, не вирішеними залишалися такі основні проблеми:

а) механізм виникнення нових органічних форм;

б) причини, через які види, еволюціонуючи, пристосовуються до середовища, тобто механізм виникнення пристосувань;

в) механізм ускладнення організації.

Запропоноване Ж. Б. Ламарком пояснення цих процесів його сучасники, які стояли на позиціях еволюціонізму й відкидали в основному ідею Бога, не сприйняли, тому що Ламарк постулював споконвічний божественний поштовх.

Усі ці проблеми блискуче вирішили Чарльз Дарвін й Альфред Уоллес.

Історичні передумови дарвінізму (1 -а половина XIX ст)

Історичні передумови дарвінізму складаються із трьох складових: наукові, соціально-економічні й умови формування теорії еволюції.

Наукові передумови. Незважаючи на те, що офіційне природознавство розглянутого періоду перебувало на метафізичних позиціях, наука, накопичуючи фактичний матеріал, готувала об'єктивні умови для кінцевої перемоги еволюційної теорії. Особливо значний об'єм матеріалу було накопичено в галузі біології.

1) Систематика. Основним завданням зоологів і ботаніків першої половини XIX століття стає побудова природної системи (класифікації органічного світу). Протягом цього періоду утверджується провідний метод дослідження систематиків — порівняльне вивчення філогенетичних груп за сукупністю ознак. У цю ж епоху формуються уявлення про історичний розвиток і філогенетичні зв'язки живої природи у вигляді філогенетичного дерева.

2) Порівняльна анатомія. Успіхи в цій науковій галузі, так само як і успіхи в галузі систематики, були значною мірою зумовлені використанням порівняльного методу досліджень, який поширився у XVIII і в першій половині XIX ст. Багато авторів розвивають ідею єдності плану будови організмів, відповідно до якого всі тварини (або рослини), чи, принаймні, їх більш-менш великі групи побудовані за єдиним структурним планом і що відмінності між ними, якими б глибокими вони не були, є лише варіаціями цього загального плану. Стосовно рослин ці ідеї розвивав німецький поет і натураліст Ф. Ґете (1749-1832), а стосовно тварин — французькі зоологи й порівняльні анатоми Ж. Сент-Ілер (1772-1844) і Ж. Кюв'є (1769-1832). Але погляди Сент-Ілера й Кюв'є дещо відрізнялися. Якщо Сент-Ілер поширив цю ідею на весь тваринний світ з метою обгрунтувати уявлення про загальну змінюваність видів, то Кюв'є обмежив її тільки межами типу, вважаючи, що кожен тип є відображенням творчої думки Бога.

Однак, незважаючи на відмінності в поглядах, сам матеріал, накопичений в галузі порівняльної анатомії, мимоволі свідчив на користь спільності будови, а значить — і спільності походження, з одного боку, і на користь різних шляхів еволюції, з якими пов'язані відмінності в будові, — з іншого боку.

3) Порівняльна ембріологія. Найбільший внесок у розвиток цієї науки належить російському академіку XIX століття Карлу Беру (1792-1876). Порівнявши будову зародків різних класів хребетних, він прийшов до таких важливих висновків, які сформулював у роботі "Про історію розвитку тварин" (1828):

а) зародки різних класів хребетних виявляють велику подібність на ранніх стадіях розвитку; у ході ембріогенезу ступінь подібності

слабшає, і зародки все більше розходяться у своєму розвитку;

б) зародки вищих форм тварин схожі на зародки нижчих форм;

в) "сходження" зародків хребетних по стадіях розвитку відбувається паралельно "сходженню" їх по класах.

Ці закономірності ембріонального розвитку одержали згодом назву закону Бера, або закону ембріологічної подібності. У відкритих К. Бером закономірностях Ч. Дарвін побачить пізніше докази еволюції з галузі ембріології.

4) Клітинна теорія (М. Шлейден, 1838; Т. Шванн, 1839). Обґрунтування клітинної теорії також є однією з наукових передумов теорії еволюції, оскільки в її основі лежить положення про те, що всі організми, як рослини, так і тварини, починаючи з нижчих і закінчуючи вищими, складаються з найпростіших елементів — клітин. Цей основний постулат клітинної теорії свідчить про спільність живої матерії, про її спільні корені походження й подальшого розвитку.

5) Біогеографія. Матеріал, зібраний у цій галузі, свідчив про те, що розподіл тваринного й рослинного світу на земній кулі важко пояснити тільки з позицій сучасних кліматичних, ґрунтових й інших умов існування. Цілком очевидно, певну роль відіграла історія формування фауни й флори, тобто еволюційне минуле тваринного й рослинного світу.

6) Екологія. У цей період з'являються дослідження, які заклали фундамент екології. До них належать роботи російських зоологів М. О. Сєвєрцова (1827-1885) і К.Ф. Рульє (1814 — 1858). Вони розвивали ідеї еволюції, підкреслюючи зв'язок організмів з навколишнім середовищем.

7) Геологія. Вирішальне значення для інтерпретації даних геології того періоду мала робота англійського геолога Чарльза Лайєля (1797-1875) "Основи геології", яка заклала фундамент сучасної геології. У своїй роботі вчений стверджував, що земна кора змінювалася протягом тривалих проміжків часу (десятків і сотень мільйонів років) повільно й поступово. При цьому всі зміни земної кори завжди відбувалися й відбуваються під дією тих самих факторів: клімату, води, вулканічних вивержень, процесів горотворення і впливу живих організмів. Від цих ідей до визнання ідеї еволюції органічного світу залишався один крок.

8) Палеонтологія. Вивчення викопних рослин і тварин свідчило про існування в далекому минулому інших форм, які суттєво відрізнялися від сучасних рослин і тварин. Особливо велике значення в цій галузі мали роботи Ж. Кюв'є — основоположника палеонтології. Кюв'є виявив:

а) зміну форм у часі;

б) наростання подібності вимерлих форм із сучасними в послідовних геологічних шарах;

в) ускладнення організації в напрямку від найдавніших геологічних шарів до наймолодших.

Незважаючи на неприйняття еволюціонізму, ті об'єктивні висновки, до яких прийшов Кюв'є в результаті своїх досліджень, самі по собі свідчили на користь еволюції.

9) Хімія також зробила певний вклад у розуміння єдності природи. Було виявлено, що жива матерія складається із тих же хімічних елементів, що й нежива. Це підтверджено завдяки успішному синтезу перших органічних речовин з неорганічних.

10) Фізика доповнила картину єдності світу — йдеться про закон збереження й перетворення енергії.

Соціально-економічні передумови дарвінізму. До них належать ті загальні соціально-економічні тенденції, які охопили Європу в 2-й половині XIX століття: розвиток капіталізму супроводжувався не тільки інтенсифікацією промисловості, але й прискореним розвитком сільського господарства. Саме в цей період (друга половина XVIII — перша половина XIX століть) було виведено найбільшу кількість порід домашніх тварин і сортів культурних рослин. Ч. Дарвін уважно вивчив та узагальнив досвід тогочасної селекції, звернувши увагу на метод, який використовувала людина для зміни органічних форм, — метод добору.

Умови формування еволюційної теорії. Ч. Дарвін і А. Уоллес. Ч. Дарвін народився 12 лютого 1809 р. в Англії, у місті Шрюсбері в родині, де всі були лікарями, філософами, натуралістами. Після закінчення богословського факультету Кембриджського університету в 1831 р. він був зарахований як натураліст до складу екіпажу британського військового брига "Бігль", який прямував до берегів Південної Америки, щоб дослідити Патагонію, Вогняну Землю, узбережжя Чилі, Перу й острови Тихого океану. Експедицію було організовано з метою вивчення умов плавання, для обстеження і зйомки берегів та виконання інших доручень Англійського адміралтейства. Кругосвітня подорож на "Біглі" сприяла формуванню еволюційних поглядів Ч. Дарвіна. Матеріал, зібраний під час подорожі, особливо в галузі палеонтології, а також біогеографічні спостереження, серед яких перше місце за вагомістю належить спостереженням на островах Галапагоського архіпелагу, остаточно переконали Ч. Дарвіна в тому, що тваринний і рослинний світ Землі пройшов дуже складний шлях еволюції, який тривав багато мільйонів і сотень мільйонів років.

Більш як 20 років Ч. Дарвін працював над своєю теорією. У 1858 p., коли робота була наполовину завершеною, Дарвін одержав рукописний нарис "Про прагнення різновидностей до необмеженого відхилення від первісного типу" від англійського зоолога й мандрівника Альфреда Уоллеса (1823-1913). У цьому нарисі А. Уоллес коротко виклав ідею боротьби за існування й природного добору, тобто основну ідею еволюційного вчення Ч. Дарвіна. Про обидві роботи (нарис Уоллеса та статтю Ч. Дарвіна "Про зміну органічних істот у природному стані") було повідомлено на засіданні товариства натуралістів ім. К. Ліннея, а в серпні 1858 р. статті обох авторів було надруковано в журналі товариства. Однак справжньої популярності теорія природного добору набула в 1859 р. після виходу у світ основної праці Ч. Дарвіна — монографії "Походження видів шляхом природного добору, або збереження обраних порід у боротьбі за життя".

Продовжуючи "розбудовувати храм" своєї теорії еволюції, Ч. Дарвін опублікував ряд монографій, у яких виклав теорію штучного добору, проблему походження людини й результати своїх численних ботанічних спостережень та експериментів, присвячених формуванню складних пристосувань у рослинному світі, та інші роботи.

Помер Ч. Дарвін 19 квітня 1882 р. Похований у Вестмінстерському абатстві, де спочиває прах багатьох видатних людей Англії. А. Уоллес визнав пріоритет Ч. Дарвіна, назвавши еволюційну теорію "дарвінізмом".