Лекция. Развитие эволюционных представлений.

2. Состояние естественно-научных знаний в Средние века и эпоху Возрождения

История развития естествознания в античный период тесно связана с развитием философии. Известные греческие философы-материалисты V—II вв. до н.э. были одновременно и естествоиспытателями. Они пытались понять и объяснить различные природные явления.

Развитие научных представлений происходило в борьбе с религиозно-мифологическими верованиям. В религиозных мифах причудливо соединялись фантастика и результаты простейших наблюдений над жизнью природы, все проявления которой объяснялись деятельностью разных богов. Считалось, что от воли богов зависит и жизнь людей. Этим фантастическим верованиям первые философы-материалисты противопоставляли свои взгляды, носившие стихийно-диалектический характер; Они полагали, что в природе существуют бесконечные сплетения связей и взаимодействий, в ней происходит постоянное движение, изменение всего существующего. Мир не создан богами, а возник из хаоса и с тех пор находится в постоянном движении. Все, что существует в природе, согласно их воззрениям, определяют четыре стихии: земля, вода, воздух, огонь; Каждая из этих стихий олицетворяет определенное состояние материи. Так, земля как стихия понималась в смысле твердой субстанции материи, вода — жидкой, воздух — газообразной. Огонь, по представлению античных философов, олицетворял более тонкую и легкую субстанцию, чем воздух. Эти стихии, видоизменяясь, переходят друг в друга. Так, Гераклит Эфесский (VI в. до н. э.) считал, что мир не создан никем из богов. В нем нет ничего застывшего, все находится в постоянном движении. Все течет, все изменяется, как вода в реке. Известно, что нельзя дважды войти в одну и ту же реку, так как в ней текут уже другие воды. По мнению Гераклита, все живые существа, и человек в том числе, развились естественным путем из первичной материи. В трудах великого философа и естествоиспытателя древности Аристотеля (384—322 гг. до н.э.) имеются высказывания о развитии живой природы, основанные на знании общего плана строения высших животных (в книгах Аристотеля упоминается около 500 разных видов), гомологии и корреляции их органов. Аристотель считал материальную субстанцию пассивной и развитие ее объяснял действием невещественного активного начала — души. Вся природа, по его мнению, одушевленна! В живых организмах душа является животворящим началом, которое приводит материю к осуществлению внутренней цели, к завершению развития организма определенной формы;

Живое, по Аристотелю, характеризует три основных признака: питание, необходимое для роста и размножения; ощущение, заставляющее организмы двигаться; мышление. Эти признаки определяются свойствами души. Души разных организмов различны: есть душа питающая (у растений), душа чувствующая (у животных) и душа разумная (у человека). Каждая из них по-своему определяет целеустремленное развитие живого тела. Исходя из представлений о душе, Аристотель объяснял необходимость полового размножения тем, что самка дает потомкам пассивную материю, нужную для развития зародыша, а самец — животворящее начало.

Аристотель допускал самозарождение растений и некоторых животных (губок, кишечнополостных, моллюсков, насекомых и рыб). Он признавал существование промежуточных форм между растениями и животными.

В древности была глубоко разработана идея единства всей природы. Ярким выражением такого подхода стала знаменитая «лестница существ» Аристотеля, начинающаяся минералами и кончающаяся человеком. Однако в этой объединяющей «лестнице» не было идеи развития: существование высших ступеней не предполагало их развитие из низших.

Животных Аристотель разделил на две большие группы: «обладающих кровью» и имеющих спинной хребет (позвоночные — в современном понимании) и «бескровных», к которым относятся все беспозвоночные. Так впервые произошло деление животных на позвоночных и беспозвоночных, сохранившееся до нашего времени. Отвлеченно-умозрительный характер взглядов древних философов и естествоиспытателей не привел к объединению плодотворной идеи единства природы с идеей ее развития от простого к сложному.

Как Аристотель в зоологии, основу ботанических знаний античности создал его ученик и последователь Теофраст (372—287 гг. до н.э.). Он описал 400 видов растений, исследовал их органы. В его трактатах содержатся сведения о жизнедеятельности (физиологии) растений, их практическом значении.

Фундаментальные труды Аристотеля «О частях животных», «История животных» и Теофраста «Исследования о растениях»,/обобщающие биологические знания того времени, оказали решающее влияние на последующее развитие биологии.

Позже (известный естествоиспытатель Древнего Рима Плиний Старший (23 — 79 гг. до н.э.) создал 37 томов «Естественной истории» — фундаментальных, хотя и компилятивных, а местами фантастических сочинений, излагающих известные тогда научные сведения о почве, растениях и животных./Он описал еще 155 видов животных, не известных Аристотелю, дал, видимо, первую экологическую классификацию животных, разделив их на наземных, водных и воздушных. Труды Плиния Старшего, погибшего в Помпее при извержении Везувия, были изданы его племянником Плинием Младшим.

Наряду с сочинениями Аристотеля, Теофраста труды Плиния Старшего и римских философов и естествоиспытателей стали основой, с которой начали свои исследования европейские ученые эпохи Возрождения.

(Итак, за тысячелетие античная цивилизация дала миру следующие важнейшие естественно-научные идеи (по Н.Н.Воронцову, 1999):

– естественность возникновения жизни на Земле;

– возможность трансформации одних форм в другие;

– существование градации форм от высших к низшим («лестница существ» Аристотеля);

– представления о целостности организма и о существовании в нем коррелятивных связей органов и их частей;

– усложнение организации в процессе индивидуального развития организма и приобретение зародышем специфических черт на поздних этапах развития.

2. Состояние естественно-научных знаний в Средние века и эпоху Возрождения

Упадок биологических знаний в Средние века. После успешного развития естествознания в древнем мире в Западной Европе (V—VTbb. н.э.) наступило мрачное средневековье, «темная ночь для естественной истории», продлившаяся до XIV—XV вв., до эпохи Возрождения, поэтому средние века немного добавили к научному познанию органического мира по сравнению с античностью.

Огромную роль в большинстве европейских стран стала играть католическая церковь, активно насаждавшая религиозное мировоззрение. Людей преследовали не только за высказывание своего мнения о развитии природы, но и за чтение книг древних философов. Насильственное внедрение веры в науку превратило ее в придаток религии. Изучение природы было фактически запрещено. Сотни талантливых ученых были уничтожены, сожжены тысячи древних книг. Только в Испании при господстве инквизиции (от лат. inquisitio — расследование, трибунал католической церкви по борьбе с инакомыслием, действовавший с XIII в.) были сожжены на кострах 35 тыс. человек и 300 тыс. подвергнуты пыткам. В 1600 г. после долгих пыток на костре инквизиции был сожжен величай- ший мыслитель своего времени Джардоно Бруно, посмевший вопреки запретам церкви утверждать, что мир бесконечен и Солнце не единственная звезда во вселенной. В таких условиях естественно-научные знания накапливались очень медленно, развитие науки искусственно тормозилось.

На более высоком уровне находились культура и наука в арабском мире. Например, известный труд Авиценны (Ибн-Сины) «Канон медицины» содержит не только комментарии к трудам античных авторов, но и оригинальные мысли об изучении растений, животных и самого человека. Последние костры для сжигания «еретиков» были зажжены по приказу испанской инквизиции еще в 1826 г. Однако они не могли заставить науку двигаться вспять. Развитие биологической науки в то время было связано с практической деятельностью людей: обработкой почвы, выращиванием культурных растений, содержанием и разведением домашних животных, рыболовством, охотой на зверей и птиц.

Развитие астрономии и физики привело к совершенствованию оптических приборов, которые стали использовать для рассматривания мелких объектов. Изобретение микроскопа позволило открыть удивительный мир невидимых человеку мельчайших организмов. В результате многочисленных путешествий в тропические районы Африки и Юго-Восточной Азии в Европу стали привозить неизвестные ранее растения и животных. Их демонстрировали публике на выставках, для них создавали специальные музеи. После открытия Америки в Европе стали возделывать картофель, табак, кукурузу, европейцы познакомились с кофе и какао.

История биологии в позднем средневековье связана с развитием образования и появлением в Западной Европе высших школ — университетов, где изучали естественно-научные дисциплины. Возникновение университетов объясняется необходимостью подготовки специалистов для развивающейся промышленности, торговли, культуры. Первые университеты возникли в Италии, Франции, Испании, Великобритании в XI—XIIIвв. в Болонье, Салерно, затем в Пизе, Орлеане, Лиссабоне, Севилье, Оксфорде, Кембридже и других городах. Биология успешно развивалась на медицинских и философских факультетах созданных тогда университетов.

История современного естествознания фактически начинается со второй половины XV века, начала эпохи Возрождения, ставшей великим поворотом в развитии науки.

Эпоха Возрождения, или Ренессанс (от фр. Renaissance — возрождение), — переходный период (XIV—XVI вв.) в истории науки и культуры стран Западной Европы от Средневековья к Новому времени. Это название стали употреблять итальянские и французские ученые и просветители, подчеркивая тем самым восстановление, возрождение гуманистических, светских традиций ан- тичности. Были переведены на европейские языки и изданы труды античных авторов. Этому способствовало развитие книгопечатания. Получила распространение новая философия природы — натурфилософия. Признается существование объективных законов природы, а высшую силу — бога рассматривали как нечто независимое от природы. Прекрасны и точны анатомические рисунки великого итальянского художника и ученого Леонардо да Винчи (1452 — 1519). На его картинах изображены своеобразные летательные аппараты, дающие представление о глубине биологических интересов этого величайшего художника эпохи Возрождения.

Успешно развивается зоология. Швейцарец Конрад Геснер (1516—1565) издал 4 тома «Истории животных» (1551 — 1558). Он расположил материал по томам в систематическом порядке: млекопитающие, птицы, рептилии и амфибии, рыбы и другие водные животные. Внутри каждого тома виды располагались в алфавитном порядке. «История животных» Геснера в эпоху Возрождения сыграла ту же роль, что «Естественная история» Плиния Старшего в античное время. В этот период развиваются также описательная зоология и ботаника.

С созданием микроскопа расширяются возможности исследований живых организмов. Изучаются клеточное строение растений (Р. Гук, 1665), микроскопические организмы, эритроциты, сперматозоиды (А.Левенгук, 1683), движение крови по капиллярам (М. Мальпиги, 1661).

К концу Ренессанса устанавливается относительный компромисс между научными достижениями и официальной религиозной позицией. Признается, что все живое на Земле было создано богом — такое направление и период в развитии биологии называется креационизмом (от лат. creatio — создание, творение). Важно, что накопленные в этот период конкретные сведения о растениях и животных нуждались в обобщении и создании естественной классификации.

В XVI в. после снятия запрета на вскрытие трупов людей блестящих успехов достигает анатомия. Оригинальный и хорошо иллюстрированный труд «О строении человеческого тела» (1543) создает А.Везалий (1514—1564), заложивший основы анатомии человека. Мигель Сервет (1509—1574), исследовавший кровообращение, закладывает основы физиологии (ученый был сожжен кальвинистами). В 1628 г. свое учение о кровообращении публикует У. Гарвей.

Великие географические открытия, привоз многочисленных коллекций растений и животных способствовали созданию в XVI в. первых гербариев, ботанических, зоологических садов, кунсткамер и музеев. Швейцарский ученый Каспар Баугин (1560—1624) описал около 6000 видов растений. Задолго до К.Линнея он стал использовать бинарную номенклатуру, но применял ее не всегда последовательно. Баугин заложил и основу иерархической системы растений, создав 12 книг. Каждую книгу он разделил на секции, те — на роды, роды — на виды. Были предложены и экологические классификации растений, когда их делили на деревья, кусты, полукустарники, луковичные, ядовитые и неядовитые, хорошо пахнущие и без запаха и т.д.

К концу XVII в. число описанных форм растений и животных стало таким огромным, что специалисты каждый раз испытывали трудности в поисках сведений о каком-либо растении или животном и определении его места в очередной искусственной системе органического мира. Признание божественного происхождения живых организмов затрудняло выяснение родственных связей между ними.

Понадобился гений великого шведского натуралиста Карла Линнея (1707—1778), который своим трудом «Система природы» (I издание 1735 г. состояло из 14 страниц, X, последнее прижизненное, издание 1758 г. имело 1384 страницы) внес порядок в накопленный к тому времени фактический материал о растениях, животных и минералах. Создание основ систематики было первым существенным вкладом в фундамент будущей эволюционной теории. Сын своего времени К. Линней рассматривал вид как стабильный (неизменный) элемент природы, верил в библейскую легенду о сотворении видов. Лишь в последние годы он пришел к ограниченному признанию эволюции, считая, что близкие виды одного рода могли развиться естественным путем, без участия божественной силы.

Каждое из трех царств природы (растений, животных, минералов) Линней разделил на иерархически соподчиненные категории: классы, отряды, роды, виды. Растения он разделил на 24 класса и 116 отрядов на основе строения органов размножения: числа тычинок и пестиков. Животные были разделены на 6 классов: млекопитающие, птицы, амфибии, рыбы, черви, насекомые. Первые три рассматриваются сейчас почти в тех же объемах, в которых определил их в свое время К.Линней.

Как известно, Линней отнес человека к миру животных и поместил его в один отряд с обезьянами. Это вызвало раздражение ученых-клерикалов, и с 1758 по 1777 г. печатное и устное изложение системы К.Линнея было запрещено римским папой.

Установив принцип иерархичности систематических категорий, Линней способствовал утверждению того, что соседние таксоны связаны не только сходством, но и родством, и чем дальше в системе расположены таксоны, тем меньше степень их родства.

Бинарная номенклатура для обозначения названий растений, впервые предложенная Каспаром Баугином в 1623 г., была введена Линнеем как обязательное условие для описания любого вида растений и животных. При этом вначале необходимо'было писать латинское название рода, потом вида, затем фамилию автора, впервые описавшего этот вид. В книге «Критика ботаники» (1737) Линней сформулировал в тезисной форме правила номенклатуры (названий видов растений), которые положены в основу современных кодексов научной биологической номенклатуры. Линнеем был введен принцип синонимики: необходимость ссылок на другие (если такие были) латинские названия описываемого вида живого организма.

Кроме обязательного описания особенностей морфологии вида Линней предполагал использование и физиологического критерия: возможность получения плодовитого потомства при естественном размножении (скрещивании) особей одного и того же вида.

Научное наследие К.Линнея включает 180 опубликованных работ. После смерти ученого его коллекции и научный архив были проданы в Англию, где с того времени хранятся в специально созданном Линнеевском обществе — одном из наиболее авторитетных научных обществ мира. В этом обществе в 1858 г. были доложены результаты эволюционных исследований Ч.Дарвина и А.Уоллеса.

В доме К.Линнея, на его родине в г. Упсала (под Стокгольмом) в 1937 г. шведским Линнеевским обществом открыт мемориальный музей.

Историческое значение К.Линнея как провозвестника эволюционизма заключается в том, что он выдвинул иерархический принцип систематических категорий: объединил виды в роды, роды в отряды, отряды в классы.

Развитие эволюционных идей в XVIII — начале XIX в. Открытие с помощью микроскопа в конце XVII в. яйцеклеток и сперматозоидов привело в науке к возрождению идеи античных философов о «вложении» одного маленького организма в другой (как матрешка). Предполагалось, что вложенное в яйцеклетку или сперматозоид миниатюрное существо при формировании взрослого организма лишь растет, развертывается. Сторонников этой точки зрения стали называть преформистами (от лат. preformare — преобразовывать). Их представления не противоречили официальной позиции креационистов о происхождении органического мира в результате одного или нескольких актов творения.

В конце XVIII — начале XIX в. обострилась борьба между сторонниками креационизма, согласно которому органический мир создан творцом, и трансформистами, отстаивавшими мнение о естественном происхождении живых организмов.

Самыми известными учеными-естествоиспытателями того времени были Жорж Кювье, Жоффруа Сент-Илер и Жан Батист Ламарк.

Длительное время они жили в одном доме и совместно работали в Национальном музее естественной истории в Париже. Ж. Б. Ламарк возглавлял кафедру зоологии беспозвоночных (согласно системе К. Линнея, объединившей тогда «червей» и «насекомых»). Жоффруа Сент-Илер стал главой кафедры зоологии позвоночных. Кювье занимался сравнительной анатомией и палеонтологией. Несмотря на разницу в политических и философских взглядах, они вписали блестящие страницы в историю биологии. Ж.Кювье (1769—1832) был крупнейшим специалистом в области палеонтологии и сравнительной анатомии. Он создал поразительную по точности и полноте коллекцию сравнительно-анатомических рисунков, качество которых не превзойдено и поныне и которые не требуют исправлений и дополнений.

На большом фактическом материале Кювье установил сходство между ископаемыми и современными животными. Он отстаивал идею о неизменности видов животных и их принадлежности к одному из четырех изначальных типов согласно общему для них плану строения: позвоночных, членистых, мягкотелых и лучистых. Кювье доказал существование «корреляций частей тела организма», которые, по его мнению, свидетельствуют о наличии «конечных причин» в необходимости достижения предоставленной богом гармонии в природе.

Чтобы объяснить историческую смену флор и фаун на Земле на границах геологических периодов и эпох, Кювье разработал «теорию катастроф», которые в прошлом уничтожали всех животных, и после каждой катастрофы происходило сотворение новых живых организмов.

Жоффруа Сент-Илер (1772—1844) придерживался противоположных взглядов. Факты, которые Кювье использовал для подтверждения деятельности творца, он рассматривал в качестве доказательства естественного происхождения и изменения живых организмов (трансформизм). Так, общность строения тела животных он использовал для доказательства общности их происхождения; отличие современных организмов от ископаемых убеждало его в их способности изменяться под влиянием внешних и внутренних естественных причин. Разногласия между Ж. Кювье и Ж. Сент-Илером вылились в 1830 г. в острую публичную дискуссию между ними на заседаниях Парижской академии наук, которая длилась шесть недель. Признанную победу в споре одержал Кювье.

Несмотря на неоднократно высказывавшиеся гениальные догадки о естественном развитии организмов, эволюции живой природы, в науке до начала XIX в. господствовало мнение о целесообразности установленных в природе порядков, неизменности созданных творцом видов. Впервые целостное эволюционное учение было создано Ж. Б.Ламарком.

Эволюционная теория Ж.Б.Ламарка. Первое целостное эволюционное учение как система доказательств естественного развития органического мира было создано в первой половине XIX в. трудами известного французского биолога и философа Жана Батиста Ламарка (1744—1829) и рядом других ученых, непосредственных предшественников дарвинизма.

Как и многие естествоиспытатели того времени, Ламарк не сразу пришел к занятиям биологией. В течение многих лет он проводил наблюдения за состоянием погоды и начиная с 1799 г. издал 11 томов метеорологических ежегодников, опуб- ликовал фундаментальный труд «Гидрогеология». Однако наибольшую известность Ж. Б.Ламарку принесли биологические труды. Им же было впервые предложено для науки, изучающей живые организмы, название «биология», сохранившееся до настоящего времени. Из ботанических работ ученого наиболее популярной стала «Флора Франции» (1778), в которой был дан определитель растений, где впервые использовался дихотомический принцип; по нему построены все современные определители растений и животных. Ко времени издания фундаментального труда по эволюции органического мира «Философия зоологии» (1809) Ж. Б.Ламарк, будучи уже хорошо известным ученым, опубликовал 14 томов ботанических сочинений и 13 томов трудов в области метеорологии и геологии.

С 1793— 1794 гг. Ламарк начал заниматься зоологией, возглавив кафедру беспозвоночных («насекомых и червей») в Национальном музее естественной истории, которой руководил в течение 24 лет. Он описал множество новых форм, создана фундаментальные труды: «Философия зоологии» (1809) в 2 томах и «Естественная история беспозвоночных животных» (1815—1822) в 7. В них впервые беспозвоночные животные были разделены на 14 классов и б ступеней («лестницы существ»), показана близость в организации кольчатых червей, моллюсков и членистоногих. Эти труды, содержащие основы эволюционного учения, оказали существенное влияние на дальнейшее развитие биологии.

Идея эволюции была тщательно разработана и подкреплена многочисленными примерами. В основу учения положено представление о постепенном естественном развитии организмов во времени от простого к сложному и роль внешней среды в этом процессе.

По мнению Ламарка, эволюция организмов происходит на основании внутреннего стремления организма к прогрессу. Другой принцип, положенный Ламарком в основу эволюционного учения, состоит в изначальной целесообразности ответных реакций организмов на изменения среды и их возможности прямого приспособления к этим изменениям.

Ламарк полагал, что вслед за изменением условий среды следует изменение привычек животных; посредством упражнения их органы изменяются в нужном направлении. Так, стремясь сохранить тело сухим, околоводные птицы вытягивают ноги и упражняют их. В результате привычки постоянно вытягивать и удлинять ноги у них образовались длинные, лишенные перьев конечности. Длинная шея, свойственная многим околоводным птицам, развилась в результате тренировки при доставании корма со дна водоема, а желание удлинить шею вызывало прилив к ней крови и ее усиленный рост.

В качестве примера изменчивости органов у растения под влиянием определенных условий среды Ламарк приводит водяной лютик (Ranunculus aquticus). Когда растение развивается под водой, его листья имеют сильно рассеченные на нитевидные доли листовые пластинки. Листья, развившиеся над водой, имеют широкие округлые лопастные листовые пластинки. Приобретенные в результате упражнений в течение жизни признаки организма передаются по наследству.

С этих же позиций Ламарк объясняет происхождение пород домашних животных и сортов культурных растений. По его мнению, природные процессы протекают длительное время, а люди изо дня в день произвольно меняют условия содержания домашних животных и выращивания культурных растений. Поэтому в природе нет такого огромного разнообразия пород собак, которые существуют в домашних условиях. Видимо, когда-то существовала одна изначальная порода собак, близкая к волку, от которой в различных домашних условиях произошли все существующие породы собак. Путем воспитания в разных странах и разных условиях люди получили множество пород домашних кур и голубей. Таким же путем бьши получены современные сорта пшеницы, капусты и других культурных растений.

Важнейшей заслугой Ламарка является создание первого целостного эволюционного учения. Он развил идею об изменяемости видов. Рассматривая эволюцию органического мира как длительный исторический процесс развития организмов от простого к сложному, Ламарк впервые поставил вопрос о факторах эволюции, считая, что решающее влияние на изменчивость организмов оказывают условия среды.

При несомненной общей прогрессивности взглядов Ламарка его объяснение причин эволюции внутренним стремлением организмов к прогрессу, изначальной целесообразностью реакций организмов на изменения условий среды явно имело черты идеализма. Ламарк неверно понимал причины возникновения приспособленности организмов под прямым влиянием внешней среды и способность их передавать приобретенные в результате упражнения органов признаки своим потомкам. Из-за слабой доказательности эволюционная теория Ламарка не получила широкого признания современников. Через 50 лет после издания Ламарком «Философии зоологии» (1809) в «Происхождении видов» (1859) Ч.Дарвин писал о том, что его предшественнику, Ж. Б.Ламарку, принадлежит великая заслуга: он высказал мысль, что все изменения в органическом мире происходят на основании естественных законов природы, а не вследствие чудесного вмешательства.

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: