ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Болдачев Александр / Запись

ПРОГРЕСС И СИСТЕМНЫЕ НОВАЦИИ В ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ

boldachev
17.10.2007
10:31
Уже более полутораста лет сначала дарвинизм, а потом и неодарвинизм в лице синтетической теории эволюции не могут найти однозначный ответ на вопрос о наличии прогресса в биологической эволюции. И как во многих, десятилетиями ведущихся научных дискуссиях, проблема, безусловно упирается в неоднозначность трактовки терминов, в данном случае – понятий «прогресс» и «эволюция».

На уровне здравого смысла, вроде, ясно, что рыбы прогрессивнее одноклеточных организмов, а млекопитающие – земноводных. Однако, в этом вопросе, конечно, следовало бы прислушаться к мнению многих биологов, которые называют такой подход ненаучным, субъективным. Во-первых, здравый смысл не может предложить ни каких объективных критериев прогрессивности. Использование таких характеристик системы как сложность и других, столь же неоднозначных, в большей степени описательных характеристик наталкивается на законное требование указать критерии этой самой сложности. Во-вторых, в современной теории биологической эволюции, в основе которой лежит принцип естественного отбора (селекционизм), в качестве объективного критерия «прогрессивности» преимущественно выступает приспособленность к среде. И с этой точки зрения, действительно, бактерии, существующие на планете в неизменном виде уже миллиарды лет, безусловно прогрессивнее любого вымершего вида млекопитающих. А если еще обратить внимание на тот факт, что позвоночные в общей массе живого на планете занимают лишь доли процента, то и вообще можно сделать заключение, что так называемая «прогрессивная эволюция» - миф, мелкая флуктуация на фоне общей биологической стабильности.

Однако ответ на вопрос о прогрессивности эволюции не столь однозначен. Приведенное выше обоснование логической неполноты тезиса о прогрессивности эволюции ничуть не доказывает достоверность обратного заключения, что эволюция непрогрессивна. Да и вообще, как понятно из доводов сторон, проблема в большей степени терминологическая. Ответ зависит от содержания самого поставленного вопроса – от того, что понимается под терминами «эволюция» и «прогресс». Если в качестве критерия прогрессивности принять приспособленность к среде, а под эволюцией понимать процесс этого самого приспособления, то тезис об отсутствии какого-либо прогресса в эволюции, действительно, можно признать в качестве истинного вывода теории.


(Далее идут короткие фрагменты статьи, полный текст которой можно найти на моем сайте http://www.boldachev.com/text/progress/ )


Из понимания прогресса как движения следует вывод, что «прогрессивность» - это исключительно характеристика состояния некой системы относительно других ее состояний. То есть по степени прогресса рационально можно сравнивать лишь два состояния системы, находящейся в прогрессивном движении, и принципиально нельзя соотносить прогрессивность как состояний неразвивающейся системы, так и состояния двух различных прогрессирующих систем.

Из такого понимания прогрессивности применительно к биологической эволюции можно сделать ряд выводов. Во-первых, следует считать некорректным сравнение прогрессивности неродственных видов. То есть, по сути, сравнение по уровню прогрессивности – это исключительно соотнесение положения точек на траектории движения системы: более поздние точки прогрессивнее ранних. Конечно, такой вывод можно сделать только при условии прогрессивности самого движения (в указанном ранее смысле). Если движение идет с утратой свойств, то оно регрессивно, и выводы тогда следует делать противоположные. Посему, сторонники непрогрессивности эволюции, анализируя проблему на уровне отдельных видов, безусловно, правы – никакого общего критерия прогрессивности на этом уровне принципиально не существует. Тем более если учесть, что указание прямых родственных связей между видами, то есть этой самой прогрессивной траектории, часто затруднено.

Однако, во-вторых, если принять, что общее движение биосферы, можно рассматривать как прогрессивное, развивающееся (с чем трудно не согласиться, учитывая качественный и количественный исторический рост ее параметров), то соответственно, вполне корректно сравнивать отдельные ее состояния по степени прогрессивности. В качестве точек смены состояний на траектории движения биосферы следует рассматривать системные новации. То есть прогрессивное движение биосферы можно внешне представить как последовательность системных новаций. Но из этого никак не следует, что можно сравнивать прогрессивность самих новаций и тем более видов, их реализующих. Новации лишь фиксируют моменты перехода биосферы из одного состояния в другое (из менее прогрессивного в более прогрессивное), но сами не образуют единого самостоятельного процесса. Наглядно эту мысль можно продемонстрировать на примере любого развития: добавление каждого нового свойства, скажем, при развитии биологического организма двигает его в сторону прогресса, но это никак не значит, что это свойство прогрессивнее предыдущих. Прогрессивнее само состояние организма, как усложнившееся, накопившее свойства. Также некорректно сравнение по прогрессивности видов, реализующих конкретные системные новации. Траектории движения этих видов лишь пересекают траекторию прогрессивного движения биосферы никак не соотносясь друг с другом.


Следует еще раз обратить внимание, что эти рассуждения носят не сущностно-оценочный характер, а терминологический. То есть, можно или нельзя прилагательное «прогрессивная» однозначно присовокупить к слову «эволюция», в первую очередь зависит от того, что понимать под прогрессом и эволюцией, на каком уровне рассматривать эти понятия. (1) Если определить эволюцию как движение биологических видов в направлении приспособления к окружающей среде, то такая эволюция однозначно не является прогрессивной – сущность и механизм этого движения никак не зависят от исторического времени, а редкие отклонения от этого движения можно описать как несущественные флуктуации и/или свести к частному случаю адаптации. (2) Но если в качестве эволюционного принять историческое движение от одной биосферной новации к другой, то логически закономерен положительный ответ.


Если немного опуститься с уровня общих рассуждений, то нетрудно заметить, что вопрос о «прогрессивности эволюции» напрямую завязан на решение проблемы соотношения, взаимосвязанности адаптивных и системных изменений в биологических организмах. Ведь по сути о чем шла речь до сих пор? Являются ли биосферные исторические новации (однозначно выделяемые при ретроспективном взгляде) самостоятельными феноменами или их можно представить как одну из случайно возможных форм адаптивных приспособлений организма к среде? Большинство современных биологов, твердо стоящих на позиции синтетической теории эволюции, констатируют одинаковость механизмов возникновения и закрепления любых изменений организма. И, естественно, что при таком подходе понятие «прогрессивность» либо вообще исключается из биологического лексикона и говорится лишь о большей или меньшей вероятности малых и значительных изменений организма; либо утверждается, что все изменения прогрессивны (можно вспомнить «регрессивный прогресс»).


…Основным, лежащим на поверхности, критерием, по которому сделано это интуитивно понятное разделение изменений (новаций) на адаптивные и системные, является их отношение к среде: (1) адаптивные, имеют прямую, однозначную связь с конкретным фактором среды обитания, к которому и происходит приспособление (окраска фона, высокие деревья, вода), (2) для системных, таковой единственный фактор указать сложно, а чаще и невозможно.


…Правильнее было бы разделять новационные изменения биологических организмов не на адаптивные и системные, а на (1) частные и (2) системные, понимая, что и те и другие безусловно являются адаптивными. Такое поименование новационных изменений (частные и системные) точно отражает их специфику как относительно самого организма: (1) первые затрагивают единичные, чаще внешние признаки, (2) вторые общеорганизменные, системные, преимущественно внутренние; так и специфику их взаимодействия со средой: (1) первые однозначно соотносятся с частным фактором среды, (2) вторые с признаками биосферы как целостной системы.


Обратившись к временному распределению частных и системных новаций в истории природы можно сделать еще один эмпирический вывод: (1) частные новации распределены случайно и достаточно равномерно на всем временном отрезке существования биосферы, за исключением периодов глобальных перестроек среды, естественно вызывающих волну адаптационных изменений организмов (или их вымирание). (2) В распределении моментов появления системных новаций наблюдается некоторая закономерность – временные периоды между ними неуклонно сокращаются, то есть можно говорить о повышении их частоты.


Итак, исключительно на основании эмпирических (в частности, палеонтологических) данных можно прийти к выводу о наличии существенной разницы между частными (адаптивными) и системными новациями. (1) Частные новации – это чаше всего внешние изменения организма однозначно соответствующие конкретному фактору среды, их появление напрямую связано с изменением среды, и они относительно случайно распределены во времени и проявляются у видов любого уровня сложности. (2) Системные новации – это преимущественно внутренние изменения биологического организма, ни по моменту своего появления, ни по своей природе не связанные с конкретными изменениями среды, появляются они исключительно у наиболее совершенных на текущий момент видов, и частота их появления в истории биосферы росла.


Вот так попытка рационального разрешения вопроса о прогрессивности эволюции подвела к необходимости эмпирического и теоретического различения системных и частных (адаптивных) новаций, а строгое логическое движение в этом направлении привело в тупик противоречия между необходимостью постепенного согласованного изменения генома и требованием практически мгновенного проявления этих изменений в виде новационной системы.


Возникает закономерный вопрос, а как вообще возможно «мгновенное» образование новационной системы в биологическом организме? На него может быть дан вполне естественный и довольно простой ответ: так же, как и образование не новационных, обычных для данного организма систем. То есть новая система должна формироваться так же, как образуется на ранних стадиях индивидуального развития организма (онтогенеза) любая уже существующая система: путем объединения специализированных соматических и нервных клеток с целью совместного обеспечения их метаболических потребностей. Вполне логичное утверждение: если какая-либо организменная система закономерно воспроизводится в ходе начального развития организма, то есть однозначно обеспечена, поддержана генетически и онтогенетически (воздействием окружающей и в первую очередь организменной среды на развитие зародыша), то для ее новационного, исторически первого появления необходимо и достаточно наличие этих же самых генетических и онтогенетических условий. Фактически это означает, что на момент новационного формирования системы организм должен обладать достаточным разнообразием специализированных клеток и подходящими условиями для их объединения.


Сам факт накопления избыточности генома не является достаточным условием новационного системогенеза. Необходимо также, чтобы и морфологическое строение организма, и его онтогенез были в достаточной степени гибкими. Именно эта гибкость должна обеспечить возможность образования новой системы и поддержать ее комплексом частных адаптивных изменений. Это необходимое условие новационного системогенеза обосновывает тот факт, что системные новации появлялись исключительно у «молодых», наиболее прогрессивных, мало специализированных видов, морфология и онтогенез которых жестко не подогнаны под какие-либо конкретные параметры среды.


Итак, исходя из предположения о принципиальной разнице системных и частных новаций, постепенно, основываясь то на эмпирических данных, то на сугубо логических рассуждениях, проявилась логика концепции новационного системогенеза в онтогенезе многоклеточных организмов.


*
Для увязывания новой концепции с постулатами неодарвинизма достаточно лишь расширить или, наоборот, уточнить их толкование. Постулат о необходимости предварения любых изменений организма модификацией генома не следует понимать буквально так, что каждой новации должно соответствовать некое конкретное локальное изменение генома или конкретная последовательность таких изменений, однозначно приводящая к новации (одна макромутация или последовательность малых мутаций). То есть точно так же, как в свое время в теории эволюции пришлось отказаться от концепции «один ген – один признак», так и сейчас предлагается отказаться от принципа однозначного прямого соответствия друг другу двух понятий: «конкретная модификация генома» – «новация». Накопленную генетическую избыточность, служащую основой для начала системогенеза, действительно следует трактовать как предваряющее новацию изменение генома, но при этом невозможно выделить конкретный набор генов, «отвечающий» за появление формируемой системы. Если это и возможно сделать в принципе, то только после завершения процесса подгонки комплекса системных и адаптивных изменений организма.

Необходимо уточнить и понимание другого постулата неодарвинизма – принципа естественного отбора. Во-первых, феномен адаптации в ходе естественного отбора не следует трактовать исключительно как локальное приспособление организма к конкретному фактору окружающей среды. Совокупность последовательных актов адаптации на длительном этапе движения популяции следует рассматривать как процесс интегрального, обобщенного приспособления популяции к глобальным изменениям биосферы, результатом которого и может явится очередная системная новация. Именно такое понимание адаптации дает возможность трактовать системные новации как результат приспособления не к частным факторам среды, а к биосфере в целом, и видеть в них закономерный источник новых адаптационных возможностей организма, приобретшего системную новацию.

Во-вторых, сферу деятельности принципа естественного отбора при анализе изменений многоклеточных организмов не следует ограничивать лишь рамками взаимодействия организма и среды. Отбор как действовал до формирования многоклеточных, так и продолжает полноценно действовать на уровне отдельных клеток - только средой для них являются уже не внешние условия, а среда самого организма. Только такое, вполне естественное расширение селекционизма позволяет описать феномен спонтанного формирования новой организменной системы как закономерный акт естественного отбора совокупности избыточных специализированных клеток, как адаптацию их к среде онтогенеза.

Вот так, (a) поставив вопрос о прогрессивности эволюции и (b) тут же оставив его на откуп терминологическим разборкам на тему, что же называть эволюцией, и далее, (c) отказавшись от использования самого термина эволюция, и (d) сформулировав эмпирически явные и теоретически однозначные различия между системными и адаптивными изменениями биологического организма, удалось, (e) не выходя за рамки исходных положений современной синтетической теории эволюции, построить концепцию новационного системогенеза - логическую схему формирования системных новаций, историческую последовательность которых от появления многоклеточности до системных изменений млекопитающих и можно рассматривать как прогрессивную эволюцию.
Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

17.10.2007 14:50#
editor
Прогресс и системные новации в теории эволюции
Александр, скажите, пожалуйста, а с какой целью вы копируете сюда записи из вашего блога на сайте "Известия науки"?
17.10.2007 19:00#
boldachev
Дублирование текстов
Уважаемая Дорогая редакция
Я впервые сталкиваюсь с ограничениями на использование текста его же автором. А также с нежеланием редакции интернет ресурса увеличить и разнообразить свой контент.

Если у вас есть проблемы с объемом дискового пространства, я удалю свои тексты.

А цель вполне проста и банальна - я выкладываю новые тексты в несколько мест для того, чтобы их читали люди. То есть для того же, для чего и пишу их.

С уважением, Александр Болдачев
18.10.2007 06:01#
editor
Дублирование текстов
См. правила сервиса.

Просто если вы хотите, чтобы на "Элементах" читали ваши тексты, то гораздо эффективнее коротко написать, о чем речь и чем это может быть интересно читателю, и просто дать ссылку.

Судя по полному отсутствию комментариев к вашим записям, в таком виде их всё равно никто не читает. Участники блогов уже давно воспринимают молчаливое копирование больших кусков текста со своей домашней страницы как стиль "альтернативщиков", и на такие записи просто не реагируют.

Поздравляем вас с выходом первой книги!
18.10.2007 10:38#
boldachev
Благодарности
Спасибо за ссылку на "правила" - учту. Может и надумаю правильно пользоваться вашей площадкой, то есть для обсуждения событий в научной жизни.

К моим текстам практически никогда нет комментариев (тем более от специалистов, если только сам не попрошу ;-) - посему и не удивляюсь.

Относительно "нормальной" науки (философии) я и есть "альтернативщик", с одной лишь разницей, что не пытаюсь никому ничего доказать вне текстов, которые по сути своей всегда позитивны - ничего и никого не громят.

Спасибо за поздравление с выходом книги.
С ней та же история - за полгода распространения ни одного отзыва.
Скоро будет вторая.

Еще раз спасибо - за внимание

P.S. Если какая-либо тема из книги или других тем, представленных на моем сайте, может быть интересна для читателей "элементов", то готов написать коротку популярную статью. Подумайте.
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 654

Пользователей
в системе: 2782

Всего записей
и комментариев: 50248

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 16

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия