Как образуются новые виды? Это один из центральных вопросов эволюционной теории

Знание – силаНаука

Алхимия жизни, или Главное о видообразовании

Сергей Ястребов

Как образуются новые виды? Это один из центральных вопросов эволюционной теории. Недаром знаменитая книга Дарвина называлась не как-нибудь, а «Происхождение видов». Однако мало какой вопрос оказывался для эволюционистов настолько трудным. Мы поговорим о том, как решали проблему видообразования биологи XX века и как их взгляды соотносятся с современными знаниями.

Понятие «вид» с давних времен было одной из основных категорий европейского теоретического мышления. «С познания видов начинается всякое серьезное образование в области естественных наук, экономики, медицины, в конце концов всякое подлинное человеческое познание», – писал в середине XVIII века знаменитый Карл Линней в своей «Философии ботаники», как о чем-то само собой разумеющемся. Вот насколько фундаментальным виделось это понятие тогдашним людям. Но именно поэтому над вопросом «что такое вид?» ученые всерьез не размышляли: основные понятия часто кажутся людям интуитивно ясными.

Все изменил XIX век, когда биология стала эволюционной. Это было время великих свершений. Талантливая исследовательница Лариса Николаевна Васильева говорила в своих лекциях для студентов: «Как от каменноугольного периода остались основные запасы каменного угля на Земле, так и цветение науки XIX века оставило обширное накопление, которое называют фундаментом эволюционной теории». Это, несомненно, так и есть. Но вот именно в области теории вида биология XIX века многого не добилась. Что такое биологический вид? Ученые XIX века, конечно, задавались этим вопросом, но общепринятого ответа на него они так и не нашли. Трактовка вида осталась противоречивой.

Здесь можно выделить две крайние позиции. Одна из них – выдержанная в духе трезвой английской философии позиция Чарльза Дарвина, который говорил, что между видом и внутривидовой разновидностью нет никаких принципиальных отличий: разновидности – это только виды, захваченные в процессе становления, и наоборот, виды – это только сильно выраженные разновидности. Традиционное понятие «вид» Дарвин считал искусственным. Многие (хотя и не все) первые эволюционисты думали примерно так же: вид – это всего лишь произвольно выделенный фрагмент непрерывного эволюционного древа. Никакого более глубокого смысла они в этом понятии не видели.

Противоположную позицию занял французский академик Жан Луи Арман де Катрфаж, который с уважением относился к Дарвину, но критиковал его теоретические взгляды. Катрфаж умер в 1892 году и до самого конца умудрился так и не принять эволюционизм (или, как тогда еще говорили, трансформизм). Сохранилось высказывание Катрфажа: «Трансформисты – это алхимики». Он до конца жизни считал, что виды постоянны, как химические элементы, а эволюционисты так же неправы, как средневековые алхимики, которые мечтали производить из свинца золото. Причем сказано это было прямо накануне открытия радиоактивности – явления, которое как раз и основано на превращении разных химических элементов друг в друга.

Жан Луи Арман де Катрфаж

Итак, XIX век никакой общепринятой теории вида не создал. Некоторое движение в эту сторону стало происходить в начале XX века, в первую очередь в связи с необходимостью как-то упорядочить стремительно растущий зоологический и ботанический материал. Описывая разные виды с многочисленными подвидами, зоологи и ботаники довольно быстро пришли к пониманию того, что вид, как правило, не является неделимой единицей. Он имеет внутреннюю структуру. Но решающий концептуальный сдвиг в этом направлении произошел только в 1920-х годах, когда начался синтез генетики с классической дарвиновской эволюционной теорией. В 1926 году в «Журнале экспериментальной биологии» вышла статья Сергея Сергеевича Четверикова «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики».

Программа Четверикова

Это поразительная работа. На пятидесяти двух страницах, заполненных убористым шрифтом с характерной для двадцатых годов отвратительной полиграфией, Четвериков довольно сжато, но в то же время предельно четко излагает программу теории микроэволюции (эволюции внутри вида), которая дальше развивалась и разрабатывалась в нескольких странах на протяжении примерно полувека. На зарубежных ученых эта статья повлияла в основном благодаря двум ученикам Четверикова, которые переехали на Запад – это были Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский и Феодосий Григорьевич Добржанский. Первый из них через двадцать лет с большими приключениями вернулся в Россию, а второй до конца жизни работал профессором в США. Статья Четверикова – настоящая исследовательская программа, в которой в компактном виде уже есть почти все необходимое для понимания микроэволюционных процессов. Он рассматривает микроэволюцию как изменение частот генов в природных популяциях и анализирует роли ее основных факторов, которых насчитывается четыре: мутационный процесс, дрейф генов (случайное изменение частот генов), естественный отбор и репродуктивная изоляция.

С. С. Четвериков (справа) с учителем, доцентом В. П. Зыковым в Кашинцеве. 1896 год

К сожалению, дальнейшая судьба Четверикова сложилась не особенно удачно. В 1929 году, когда внутренняя политика большевиков стала ужесточаться, его арестовали по политическому обвинению и выслали из Москвы. Какое-то время он перебивался в провинции случайными работами, в изоляции от научной среды. Потом стало получше, его пригласили заведовать кафедрой в Нижний Новгород (который тогда назывался Горьким), и там он относительно благополучно проработал больше десяти лет. Но когда случилась знаменитая сессия ВАСХНИЛ 1948 года и современная биология – во всяком случае, генетика – была в СССР фактически запрещена, Четверикова тут же отправили на пенсию. Оставшиеся годы жизни он работал дома, но ничего сравнимого по значению со своей статьей 1926 года так больше и не создал. Четвериков остался в истории науки как автор одной-единственной гениальной работы. Бывает и так.

Обложка работы С. С. Четверикова «Краткое наставление к собранию насекомых»

Почему нам это важно? Дело в том, что в статье 1926 года Четвериков сформулировал новое определение вида – то самое, которым пользуется большинство эволюционистов до сих пор. Цитата:

«Определение понятия вида как совокупности особей, составляющих единый свободно скрещивающийся комплекс, наиболее соответствует нашим генетическим и систематическим представлениям».

Итак, вид – это система природных популяций, между которыми есть скрещивание, или, говоря иными словами, есть потоки генов. Вот и все. Вид – это группа популяций, которые могут скрещиваться между собой, в то время как с другими подобными группами популяций они скрещиваться не могут. Это и есть та концепция вида, которую приняла на вооружение сложившаяся в XX веке синтетическая теория эволюции.

Затем Четвериков делает важное замечание, касающееся изоляции. Что такое изоляция? Это прекращение потока генов между популяциями. Изоляция наступает, если популяции, которые раньше скрещивались, теперь возможность скрещиваться по любой причине потеряли. Самый простой случай – географическая изоляция, когда, например, морской пролив образовался там, где его раньше не было, и разрезал на части ареалы наземных видов. Или наоборот: перешеек образовался там, где его раньше не было, и разрезал ареалы морских обитателей, как Панамский перешеек несколько миллионов лет назад. По этому поводу Четвериков пишет: «Изоляция совершенно автоматически ведет к дифференциации внутри вида, к тому, что изолированные друг от друга колонии одного вида начинают со временем обнаруживать разный характер отдельных признаков».

С. С. Четвериков в рабочем кабинете

Попробуем понять, почему он прав. Дело в том, что на фоне изоляции всегда действуют и другие факторы микроэволюции. Известно, что дрейф генов (случайное изменение частот генов) идет тем интенсивнее, чем популяция меньше. Поэтому после изоляции он усиливается. Кроме того, в новых маленьких популяциях, по разные стороны от изолирующего барьера, случайные процессы обязательно будут идти хоть немного по-разному. Естественный отбор в изолированных популяциях тоже пойдет слегка в разные стороны – просто потому, что условия в местах их обитания не могут точно совпадать. А скрещивания, которое могло бы нивелировать эти расхождения, как раз и не будет. Отсюда и вывод Четверикова: как только наступает изоляция, между изолированными популяциями совершенно автоматически начинают накапливаться генетические отличия. Это и есть тот самый процесс, который ведет к видообразованию. «Изоляция… сама по себе становится причиной внутривидовой (а следовательно, в дальнейшем и межвидовой) дифференциации»,– пишет Четвериков. И завершает свою мысль выводом: «Истинным источником видообразования, истинной причиной происхождения видов является не отбор, а изоляция».

Барельеф С. С. Четверикову на здании Горьковского (ныне – Нижегородского) университета

Действительно, если репродуктивная изоляция длится достаточно долго, то генетических отличий между популяциями рано или поздно накапливается столько, что их генотипы становятся несовместимыми, и тогда мы начинаем говорить, что это разные виды. Как мы сейчас понимаем, все это совершенно верно.

Концепция Майра

Развитием этих идей стала концепция, получившая не очень удачное название «биологическая концепция вида». Концепцию эту сформулировал Эрнст Майр, американский биолог, который занимался вопросами микроэволюции и работал вместе с тем же Феодосием Добржанским. Определение Майра таково: «Вид – это группа скрещивающихся естественных популяций, репродуктированно изолированных от других таких популяций».

Феодосий Добржанский

Мы видим, что определение Майра по существу ничем не отличается от определения Четверикова. Альфа и омега вида – в том, что это генетически замкнутая система. Потоков генов между видами либо нет совсем, либо они пренебрежимо малы.

Что можно добавить к этому определению? Во-первых, биологическая концепция вида признает, что виды, несомненно, существуют. Это важный и не столь уж очевидный тезис. Вид – не искусственное понятие, введенное для удобства (как считали многие в XIX веке), а реальный объект: совокупность скрещивающихся популяций, имеющая естественные границы.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Усечённое древо Усечённое древо

Для династии Птолемеев браки между братьями и сёстрами были обычным делом

Дилетант
Стричься не нужно: как отрастить длинные волосы после 50 лет и сохранить их красивыми Стричься не нужно: как отрастить длинные волосы после 50 лет и сохранить их красивыми

Как правильно после 50 лет ухаживать за длинными волосами?

VOICE
Багряный сентябрь Багряный сентябрь

После свержения короля Людовика XVI новая власть действовала быстро и жёстко

Дилетант
Михаил Задорнов: «Видно, как ухудшается управление компаниями» Михаил Задорнов: «Видно, как ухудшается управление компаниями»

Почему не все компании в России ощущают рост процентных ставок?

РБК
Были и небылицы Были и небылицы

История — это то, чего не происходило, описанное тем, кто никогда там не был

Дилетант
Депутаты увидели риск нехватки денег в регионах на повышение зарплат бюджетников Депутаты увидели риск нехватки денег в регионах на повышение зарплат бюджетников

Бюджеты бедных регионов могут не справиться самостоятельно с ростом расходов

Forbes
Был или не был? Вот в чём вопрос Был или не был? Вот в чём вопрос

Да кто он такой, этот ваш Шекспир?

Дилетант
Сублитосферные алмазы рассказали об источнике стабильности суперконтинента Гондвана Сублитосферные алмазы рассказали об источнике стабильности суперконтинента Гондвана

Суперконтинент сохранил целостность благодаря аккреции мантийного материала

N+1
Норма, я тебя знаю Норма, я тебя знаю

Михаил Лабковский о понятии «норма», гениальности, детских травмах и счастье

Psychologies
Александра Захарова: «Отец выстраивал не столько роли на сцене, сколько судьбы актерские» Александра Захарова: «Отец выстраивал не столько роли на сцене, сколько судьбы актерские»

Дочь Марка Захарова поделилась воспоминаниями об отце

Коллекция. Караван историй
Мастер гостеприимства: как Уильям Эллвуд Хайнеке создал отельную империю Мастер гостеприимства: как Уильям Эллвуд Хайнеке создал отельную империю

Как Уильям Эллвуд Хайнеке завоевал индустрию гостеприимства

Forbes

Как выражается пассивная агрессия и что ей можно противопоставить?

VOICE
Мария Лотта Мария Лотта

Модель-сенсация Мария Лотта смотрит на вас отовсюду

Собака.ru
6 мужских домыслов о том, что доставляет женщине сексуальное удовольствие 6 мужских домыслов о том, что доставляет женщине сексуальное удовольствие

Какими мифами руководствуются мужчины, желая доставить удовольствие женщинам

Psychologies
Черепа из Африки, которые украли 100 лет назад, генетически связаны с живыми людьми! Черепа из Африки, которые украли 100 лет назад, генетически связаны с живыми людьми!

Эксперты нашли родственников усопших людей, чьи черепа были украдены

ТехИнсайдер
Выйти из тени отца: как режиссер София Коппола обрела собственный голос Выйти из тени отца: как режиссер София Коппола обрела собственный голос

О творческом пути Софии Коппола, которой удалось выйти из тени отца-режиссера

Forbes
Французский жим: что это и как правильно делать. Комментарии экспертов Французский жим: что это и как правильно делать. Комментарии экспертов

Об одном из лучших упражнений на трицепс, которое можно делать стоя, сидя и лежа

РБК
Формы вкуса. Из каких бокалов пить российские автохтоны Формы вкуса. Из каких бокалов пить российские автохтоны

В каких бокалах раскроют вкус вина из автохтонных сортов российского винограда

СНОБ
«Когда мозг спит: Сновидения с точки зрения науки» «Когда мозг спит: Сновидения с точки зрения науки»

Почему события во снах часто не поддаются логике

N+1
«Не хочу детей»: женщина рассказали о причинах, по которым решили не становиться матерями «Не хочу детей»: женщина рассказали о причинах, по которым решили не становиться матерями

Причины, по которым женщины решают не заводить детей

VOICE
Покажите цифры! Покажите цифры!

Какую температуру надо сбивать и как это лучше сделать

Лиза
«Обучение служением» | Service Learning «Обучение служением» | Service Learning

Мировой тренд «Обучение служением» приходит в Россию

Позитивные изменения
Как часто нужно менять бритвенные лезвия? Многие не знают ответа на этот вопрос Как часто нужно менять бритвенные лезвия? Многие не знают ответа на этот вопрос

Как узнать, когда наступит тот час, когда бритвой больше пользоваться нельзя?

ТехИнсайдер
Ирония судьбы на французском: как Вуди Аллен переизобретает себя в Европе Ирония судьбы на французском: как Вуди Аллен переизобретает себя в Европе

«Великая ирония»: почему именитые режиссеры все больше заняты самоповтором

Forbes
Что такое упражнения Кегеля и как их правильно выполнять Что такое упражнения Кегеля и как их правильно выполнять

Кому стоит выполнять упражнения Кегеля и как делать это правильно

РБК
Лучшие друзья девушек и прагматиков: почему стоит инвестировать в драгоценные камни Лучшие друзья девушек и прагматиков: почему стоит инвестировать в драгоценные камни

Возможности и тенденции альтернативных инвестиций

Forbes
Маньяки в жизни и в кино: почему нас завораживают образы серийных убийц Маньяки в жизни и в кино: почему нас завораживают образы серийных убийц

Когда и почему медиа стали одержимы маньяками

Правила жизни
Звезда по имени Аструм Звезда по имени Аструм

Насколько стиль новых зданий зависит от вкуса и философии владельцев компаний

Robb Report
Попугаев удалось различить по голосам Попугаев удалось различить по голосам

Модель машинного обучения смогла определить принадлежность криков попугаев

N+1
Когда выбор становится невозможен: что такое FOBO — страх лучшего варианта Когда выбор становится невозможен: что такое FOBO — страх лучшего варианта

Что такое FOBO и как с ним жить?

VOICE
Открыть в приложении