Эволюция? Часть 6. Недостающие звенья: биологическая эволюция

Предполагается, что биологическая эволюция включала длинную цепочку преобразований, начиная с протоклетки и заканчивая человеком разумным.

Звено №1. От клетки к многоклеточным

Началом процесса становления биологической жизни должно было быть преобразование протоклетки в клетку простой структуры —прокариоты — и дальнейшее её развитие до эукариотической клетки, на порядок более сложной^[69].

Следующий этап «биологической эволюции», один из её ключевых инновационных шагов — переход от одноклеточных к многоклеточным формам жизни.

Каким же образом эукариотическая клетка превратилась в многоклеточный организм? Какое эволюционное давление привело к выбору многоклеточной формы жизни?

Биологи выдвинули ряд подходов, объясняющих, как в процессе эволюции могло образоваться то или иное свойство многоклеточности^[70]. На протяжении последнего столетия, в частности, были предложены несколько так называемых «колониальных» гипотез^[71].

В рамках этих гипотез происхождение многоклеточных от одноклеточных рассматривается как практически установленный факт.

Возражение

Во-первых, хотя выдвинуто немало гипотез, и проведены многочисленные эксперименты, общепринятой теории происхождения многоклеточных организмов нет^[72].

Во-вторых, ни одному человеку не довелось наблюдать самообразование многоклеточных организмов в природных условиях^[73].

В-третьих, попытки искусственного выращивания многоклеточных организмов из одноклеточных также не дают окончательного ответа на вопрос об их происхождении.

В последнее время было поставлено множество экспериментов, в которых учёные искусственно создавали условия, благоприятные для превращения колонии одноклеточных в многоклеточный организм. Некое подобие самообразования удалось увидеть только в случаях с дрожжами^[74] и одноклеточными водорослями. На этом основании было заявлено, что эволюционный этап перехода от одноклеточных к многоклеточным воспроизведён экспериментально.

Тем не менее, в обоих случаях результат был получен с большими допущениями, а полученные многоклеточные структуры крайне примитивны^[75]. Да и сами исследователи указывают, что такой эксперимент не может считаться чистым, так как дрожжи имели многоклеточных предков, от которых могли унаследовать некоторые механизмы многоклеточности.

В-четвёртых, даже успешная идентификация конкретных генетических изменений, при которых одноклеточная дрожжевая клетка может приобретать многоклеточный фенотип, не всё проясняет.

Учёные выявили, что генетические изменения, включающие дупликацию и мутацию регуляторного гена ACE2, могут привести к формированию быстро оседающего многоклеточного кластера (скопления) дрожжей^[76]. Он развивается из одной исходной клетки благодаря мутациям, нарушающим процесс расхождения клеток после деления. Все клетки в таком кластере имеют сходные генотипы и содержат мутации клетки-матери. Но это ставит ряд фундаментальных вопросов.

Как произошёл переход от конгломерата родственных клеток к единому многоклеточному организму, который уже не распадается, а порождает себе подобных? Какое количество объединённых клеток появится в следующем делении?

Если мутационное изменение в клетке-матери привело к тому, что дочерние клетки не отделились от неё, и эта мутация передалась им всем, то каким образом дальнейшие мутационные изменения в отдельных клетках становятся частью всего конгломерата?^[77]

Как впоследствии возникла многоклеточность, для которой необходимо присутствие специфических белков, способных заполнять межклеточное пространство, «молекулярных заклёпок» для соединения клеток, сигнальных веществ и будущих медиаторов для взаимодействия клеток и передачи между ними информации? Неужели придётся произвольно предполагать, что мутации в клетке оказали целенаправленное влияние и на то, что произошло вне её?

Работа над этими вопросами продолжается.

Вывод

Итак, достоверных знаний о переходе от одноклеточных организмов к многоклеточным на данном этапе нет.

Звено №2. От многоклеточных к высшим организмам

Предполагается, что после появления первых многоклеточных произошёл постепенный процесс эволюционного развития жизни от примитивных организмов до человека.

Как утверждают биологи, дифференцирование клеток в простейших многоклеточных организмах началось в силу разных обстоятельств. Потребность в большем количестве пищи привела к образованию пищеварительной системы; потребность в эффективном способе передвижения — к появлению скелета и мускулатуры; удалённость клеток от поверхности тела и увеличение непроницаемости наружных покровов — к появлению транспортной системы; возросшая сложность организма — к образованию контролирующих нервной и эндокринной систем, и т.п.

Но в какой степени эволюционный механизм мутаций и естественного отбора способен привести к возникновению сложнейших физиологических систем и органов, порождая новые роды и семейства животного мира?

Эта тема вызывает острую полемику и весьма объёмна, ей посвящено колоссальное количество публикаций. Краткое обсуждение основных возражений приводится в разделах 5, 6, 7, 8 и 9 этого Приложения.

Звено №3. Разумный человек

Утверждается, что эволюционный процесс привёл к появлению человека разумного — Homo sapiens, — обладающего сознанием, абстрактным мышлением, свободой выбора и даром разумной речи.

Но анализ, проведённый в первой части книги, в Приложении 1, показал, что эти человеческие качества никакого объяснения в рамках материального мира не имеют. Эволюционисты не просто так сосредоточивают внимание на подробном разборе перехода от обезьяны к человеку, на способности обезьян к некому подобию разумной деятельности и даже речи. Кажется, на этом основании можно предположить, что дальнейшее развитие исключительных особенностей ментальной деятельности человека каким-то образом произошло в ходе мутаций и естественного отбора.

Но, увы, проблема совсем в ином. На данный момент учёные не определились даже с направлением, где следует искать ответ на вопрос о природе ментальных способностей человека. Сознание, абстрактное мышление, свобода выбора, а также весь спектр чувств — цельные субъективные сущности, не обладающие никакими материальными свойствами и не поддающиеся выражению в количественных характеристиках.

Вопрос о происхождении субъективных ментальных качеств человека также не объясним с эволюционной точки зрения и остаётся полной загадкой.

Сознание само по себе не обладает какой-либо функцией или причинностью (не связано с какой-либо конкретной потребностью), поэтому оно изначально не могло сформироваться под давлением эволюции^[78]. То есть с эволюционной точки зрения сознание никакой роли не выполняет, и у него нет причинно-следственного влияния, — в этом смысле оно не настолько важно, чтобы возникнуть в результате «отбора»^[79]. Получается, что с точки зрения эволюционного развития сознание попросту излишне.

Вывод

Неспособность эволюционного учения объяснить возникновение ментальных качеств живых организмов ставит под сомнение правомерность всего здания эволюции. Дом построен, но выясняется, что в нём невозможно жить…

Итог

Итак, выше были проанализированы Начала основных звеньев эволюции от Взрыва и до Разума.

По всем упомянутым вопросам ведутся тщательные научные исследования, выходит множество научных публикаций, ведутся бурные дискуссии, сочиняются сенсационные газетные статьи, а в учебниках приводится много познавательных сведений как по биологии, так и по смежным наукам и областям познания.

Это, безусловно, производит огромное впечатление и создаёт ощущение, что все поставленные вопросы имеют решение. Но увы, однозначные знания о Началах этапов эволюции отсутствуют, а изучение этих Начал сводится к теоретическим предположениям, смелым гипотезам и моделям, но не более того.

[69] Предполагается, что приблизительно 1,5 млрд лет назад произошел переход от маленьких клеток со сравнительно простой внутренней структурой (прокариот) к большим по размеру и значительно более сложно устроенным эукариотическим клеткам, подобным клеткам высших животных и растений. Как это произошло, является предметом дискуссий. Существуют две гипотезы: аутогенная и симбиотическая. На данный момент учёные склоняются к модели симбиогенеза. Тем не менее, появление сложнейших прокариот во многом остаётся загадкой. «Пока мы не знаем даже, насколько закономерно было появление эукариот… Появление эукариот в прокариотной биосфере могло быть очень маловероятно. Возможно, что в нашей Галактике есть миллиарды планет с жизнью бактериального уровня, но только на Земле появились эукариоты, на основе которых появились многоклеточные животные и затем разумные существа» (Никитин М. Происхождение жизни).

[70] Биологи разделяют эволюционное становление и развитие многоклеточных на три стадии: 1) колониальная одноклеточная — механический конгломерат клеток без какой-либо специализации их функций как членов колонии; 2) первично дифференцированная — начало специализации по принципу «разделения труда» между членами колонии, например, разделение на функции питания и размножения. Происходит специализация функций на тканевом, органном и системно-органном уровне, формируется простая нервная система; 3) централизованно дифференцированная — завершающая стадия, когда чётко выражены нервная система, система пищеварения, выделительная, генеративная и другие системы органов.

[71] Есть сторонники и у полиэргидных гипотез. Что касается гипотез «колониальных», некоторые, вроде гипотезы фагоцителлы Мечникова, пользуются большей поддержкой, а некоторые — меньшей: гипотеза гастреи Э. Геккеля, гипотеза «плакулы» и др.

[72] Естественно, можно сказать, что общепринятая теория — это та, у которой больше всего сторонников. Однако если у теории есть недостатки, которые вынуждают её оппонентов выдвигать другие гипотезы, её нельзя считать достаточно достоверной.

[73] Также следует учесть, что не существует никаких следов ранней эволюции многомиллионной давности: они просто не могли сохраниться в осадочных породах из-за предполагаемой бурной геологической активности.

[74] Ratcliff, William C., Ford R. Denison, Mark Borrello, and Michael Travisano. Experimental evolution of multicellularity. PNAS. 2012. Vol.109. No.5. P.1595-1600. Эта группа учёных произвела эксперименты и с водорослями.

[75] Получившиеся в результате эксперимента дрожжевые кластеры начинали вести себя как единые организмы, однако они не обладают свойствами и строением многоклеточного организма. В случае эксперимента с водорослями также речь идёт о самой примитивной многоклеточности. Более того, в конечном итоге кластеры водорослей хламидомонада при размножении снова разделялись на отдельные клетки.

[76] www.pnas.org/content/110/45/E4223.long

[77] Мутации, как правило, не передаются горизонтально в многоклеточном организме. А если в разных клетках такого организма возникают разные мутации, это может привести к конкуренции между клетками и к расчленению организма на отдельные части, между которыми начнётся борьба за существование, что может привести к гибели всего организма

[78] Нейрофизиолог Ричард Грегори спрашивает: «Зачем же тогда нам необходимо сознание? Что есть в сознании такого, чего нет в нейтральных сигналах (физической активности мозга)? В этом есть нечто парадоксальное, однако если осознание сознания не приносит никакого результата, если сознание не является причинным фактором, то оно кажется бесполезным, поэтому оно не должно было бы развиться благодаря эволюционному давлению. Если же, с другой стороны, оно полезно, оно должно быть причинным фактором: однако тогда его физиологическое описание с точки зрения нейтральной активности, не может быть полным. Еще хуже то, что мы застряли между этими альтернативами с менталистическими объяснениями, которые, кажется, находятся за пределами науки». См.: Gregory, Richard. Eye and Brain: The Psychology of Seeing. Fifth Edition. Princeton University Press. 2015

[79] Лауреат Нобелевской премии по физиологии Джон Эклс пишет: «Все материалистические теории о разуме противоречат теории биологической эволюции… Эволюционная теория предполагает, что в результате естественного отбора развиваются только структуры и процессы, имеющие значительную пользу для выживания. Если сознание причинно бесполезно, его развитие невозможно объяснить с помощью теории эволюции».