Что такое жизнь? Понять биологию за пять простых шагов

Дарвин не был первым, кто предположил, что живые существа эволюционируют со временем. Как он отмечает в «Происхождении видов», Аристотель утверждал, что части тела животных могут возникать и исчезать за долгие периоды времени. В конце XVIII в. французский ученый Жан-Батист Ламарк развил эту мысль, показывая, что различные виды соединены друг с другом в цепочки сходства. Он предположил медленное изменение видов через процесс адаптации, когда их форма реагирует на перемены в окружающей среде, и изменение характера поведения. Он прославился утверждением, что у жирафов удлинилась шея из-за того, что с каждым поколением им приходилось ее тянуть, чтобы достать листья на ветках повыше, и каким-то образом результаты этой мускульной нагрузки передавались отпрыскам, у которых оказывались шеи чуть длиннее. Сегодня идеи Ламарка несколько принижаются, поскольку он не приводил подробностей эволюционного процесса, однако Ламарк заслуживает большего уважения за то, что выдвинул одну из первых масштабных оценок феномена эволюции, если и не ее причин.

Разумеется, Ламарк не в одиночку размышлял об эволюции. Даже в собственной семье Чарльза его колоритный дедушка Эразм Дарвин был еще одним ранним и завзятым сторонником эволюции. На своем гербе он поместил девиз E conchis omnia, то есть «все от моллюсков», декларируя убеждение, что вся жизнь развилась от намного более простых предков типа кажущегося бесформенным в своей раковине моллюска. Однако ему пришлось изменить герб после того, как настоятель Личфилдского собора обвинил Дарвина в том, что тот «отвергает Создателя». Эразм повиновался, поскольку был успешным врачом и понимал, что, не подчинившись, рискует потерять своих солидных и, следовательно, богатых пациентов. В те времена он считался известным поэтом, изложившим свои взгляды на эволюцию в строках поэмы «Храм природы»:

Первые крошечные формы, невидные в сферическое стекло,
Движутся в грязи или пронзают водную массу;
С расцветом следующих поколений они
Приобретают Новые Силы и более длинные конечности;
Отсюда вырастают бесчисленные группы растений
И дышащие царства плавников, ног и крыльев[4]

.

Его репутация поэта могла бы и не сохраниться по вполне очевидным причинам, в отличие от репутации ученого. И все же его строки частично предвосхитили идеи, выработанные его более известным внуком.

Подход Чарльза Дарвина к эволюции был более научным и систематическим, а средства общения с читателями более традиционными – проза, а не стихи. Он накопил огромное количество наблюдений в палеонтологической летописи и исследованиях растений и животных на родине и за границей. Все это должно было служить веским доказательством мнения, разделявшегося Ламарком, Эразмом Дарвином и другими мыслителями, что живые организмы действительно эволюционируют. Но Чарльз Дарвин добился большего, предложив естественный отбор как механизм эволюции. Он расставил все точки над i и показал миру, как реально может действовать эволюция.

Идея естественного отбора основана на том, что, если популяции живых организмов демонстрируют вариации и если таковые вызваны генетическими изменениями, они будут наследоваться из поколения в поколение. Какие-то из этих вариантов будут воздействовать на характеристики, придающие определенным особям успешности в производстве потомства. Такая возросшая репродуктивная способность означает, что потомство, обладающее этими вариациями, составит более высокую долю в следующем поколении. В случае длинной шеи жирафа мы можем заключить, что случайное возникновение и накопление вариаций, слегка изменивших кости и мышцы шеи, позволили некоторым предкам жирафов доставать до чуть более высоких ветвей, есть больше листьев и получать больше питательных веществ. В результате получившие такую возможность оказались более живучими, более способными давать потомство, поэтому в стадах жирафов, бродивших по африканским саваннам, начали постепенно преобладать особи с длинными шеями. Данный процесс известен как естественный отбор, поскольку ограничения, накладываемые всевозможными естественными факторами, такими как борьба за пищу или за самок или наличие болезней и паразитов, приводят к тому, что некоторые особи получают больше шансов и, следовательно, чаще дают потомство.

Такой же механизм был выдвинут натуралистом и коллекционером Альфредом Уоллесом. И Уоллес, и Дарвин шли в русле размышлений о естественном отборе, опубликованных за несколько десятилетий до того шотландским агрономом и землевладельцем Патриком Мэтью в книге 1831 г. о корабельной древесине. Тем не менее Дарвин был первым, кто представил идею целиком убедительно, всесторонне проработанно и неотразимо привлекательно.