Вульгаризмов в трактовке дарвинизма вполне достаточно. Роль внутренности рогов оленей хотя бы в чужих гормональных системах известна человеку за тысячелетия до дарвинизма и эндокринологии. Пример - пантокрин как многовековое лекарство. Однако форма, вес и размеры рогов как “оружия” и “украшения” у каких-то видов копытных в литературе обсуждаются, а их эндокринная роль в отборе - нет. У одомашненных копытных крупных рогов не встречается. Если бы всё дело при искусственном отборе сводилось к тому, что рога опасны при содержании животных дома, то просто шире практиковалось бы отпиливание рогов человеком. Несомненно, что относительно малые размеры рогов домашних животных следствие отбора по признакам, внешне несопоставимым с размерами рогов, в частности, по агрессивности, зависящей от концентрации анаболиков. Не исследовано, как у одомашненных копытных отбор по практическим показателям для человека связан с изменениями их гормональных систем.

“Великая сила извращения чужих мыслей” (словами Дарвина) - вот то, что давлеет над дарвинизмом. “Понимание есть главная проблема современной науки” - повторял это же классик механики Л.И. Седов.

Дарвинизм совершенен как модель с ограниченной областью применения. При элементарном понимании того, что чёрным по белому явно написано Дарвиным, он вопросов не создаёт. Дарвинизм описывает на основе критериев устойчивости рис. 1.2 оптимизацию видов (как таксономической единицы), возникших вне введенной им терминологии и методов. Генетические отличия кита и коровы ничтожны. Огромная разница вульгарно наблюдаемых их признаков есть результат изменений S_k,s при почти неизменной величине S_k,g .

Дарвинизм включает в понятие оптимизации образование некоторых из новых видов. Однако к большинству видов и, тем более, к старшим таксономическим градациям применять дарвинизм нужно с осторожностью. Применимость предпосылок дарвинизма полезно проверять даже при анализе некоторых случаев именно видообразования. Волки и собаки как виды сохраняют в себе почти тождественность S_k,g всех млекопитающих. Отличия между ними в том, что малые генетические отличия между ними не затрагивают ключевую биохимию их систем размножения. И отличия S_k,s для них невелики.

Кстати, только в наши дни издана рукопись книги Дарвина “Естественный отбор”, предшествовавшая “Происхождению видов…”. Она написана 1856 - 1858 годах и стала основой опубликованных им последующих книг. В ней сделана попытка сформулировать определение вида как таксономической единицы. В “Происхождении видов…” повторения этого нет. Это означает, что Дарвин понимал ограниченную область применимости сформулированных им принципов, но не пришёл к окончательному решению как именно определить вид с учётом сочетания “актов творения” и эволюционного естественного отбора.

В связи с этим ещё раз надо подчеркнуть, что вопрос об “актах творения”, а также закономерном и случайном, у Дарвина имеет свой терминологический и внутренний смысл, неотделимый от его времени и его личных обстоятельств. Его нельзя безоговорочно заменять современным смыслом тех же слов.

В 1794 - 1796 годах его дед Эразм Дарвин (1731 - 1802 г.г.) опубликовал четырёхтомную работу “Зоономия”. Идеи эволюции в ней присутствовали. Она вошла в список книг тех лет, запрещённых католикам для чтения. Чарлз Дарвин и гордился этим, и вынужден был в силу этого опыта заботиться об осторожности выражений. Несомненно, что в результате его терминология по отношению к возникновению новых видов противопоставляет случайность и детерминизм в смысле процессов естественных, противоположных чудодейственному.

Стремление к максимуму беспорядка, ограниченное условиями, синтез информации как запоминание случайного выбора - вот главная первичная причина совершенства природы. В неё входит, в частности, вымирание 99,9% и более от созданного в процессе эволюции жизни. Оно есть отображение невозможности вечного равновесия. Если существует Творец, то создал он не жизнь и не крупные её таксономические градации, а второе начало термодинамики как основной закон природы.

Борьба за существование не есть взаимоуничтожение

Дарвинизм обычно в учебниках (см., например, [57]) трактуется в стиле выражения: “организмов каждого вида рождается больше, чем может найти себе пищу и выжить”. Это справедливо со множеством оговорок. Две из них наиболее важные. Первая из них в том, что производство энергии при метаболизме у всех форм жизни избыточно. Любой живой организм содержит в себе преобразователи энергии света или пищи. Энергии производится столько, сколько может дать преобразователь. Организм “подстраивается” под преобразователь - “электростанцию”, а не наоборот. Рост клеток, органов, индивидуума в целом происходит до тех пор, пока в каждой из этих “экологических ниш” не устанавливается баланс производства и расходования энергии. В это вмешиваются не энергетические причины.

Например, плоды у растений по энергетическим соображениям могли бы расти намного большими, чем существующие даже в сельскохозяйственных питомниках, но тогда под их тяжестью будут отламываться ветки. Естественный или искусственный отбор по этому признаку закрепляет форму растения с меньшими размерами плодов, чем разрешает производство и распределение энергии - размеры плодов ограничиваются не энергетическими причинами.

Повторю. Задумывались ли вы над простым вопросом - почему вообще возможен сельскохозяйственный отбор в сторону повышения размеров плодов, массы домашних животных, размеров и раскраски декоративных цветов и растений? Если бы природа в своих основополагающих принципах содержала обязательный закон экономии производства энергии, то сколько не отбирай, гигант не получится. При сельскохозяйственном отборе небольшая помощь человека в выборе из (в природе случайных) вариантов оплодотворения и, главное, опека человека для возможности выжить монстрам (неизбежно погибнущим в дикой природе) дают многократное увеличение массы плодов или домашних животных - избыточность производства энергии первична для всех форм жизни. Куда её использовать? - дело естественного или искусственного отбора.

Вторая особенность живых систем в том, что в любом биологическом сообществе (от клеток в организме до экосистем) естественный отбор взаимен. Это в [2], [86] я гротескно назвал - “услужливость во взаимном поедании”. Организмов рождается и выживает столько, сколько может прокормиться и при этом накормить собой или со своим участием соседей по экологической нише, оставив запас индивидуумов, достаточный для продолжения рода. Даже тот индивидуум, который в процессе борьбы за существование благополучно накопил больше всех, в самом благоприятном для него случае этим создал больше корма червям и подобным организмам после своей неизбежной естественной гибели.

Вид, обладающий слишком большими преимуществами по отношению к видам, которые служат ему пищей - быстро вымирает из-за исчерпания своих пищевых ресурсов. Как подчеркивалось в начале этой главы, большая скорость размножения вида сама по себе не есть критерий его приспособленности к окружающей среде. Ограничения рождаемости во многих случаях помогают выживанию вида.

Забота о потомстве в самых разных примитивных и сложнейших формах есть один из положительных приспособительных признаков большинства высших форм жизни. Однако известны виды рыб, которые не различают собственных мальков и пожирают их. Это не нонсенс природы, а констатация факта приспособленности этого вида рыб к своей экологической нише. Уничтожение части своего потомства для этого вида рыб стабилизирует её положение в данной нише, особенно в периоды дефицита пищевых ресурсов. Однако бесцельная агрессивность (тем более к представителям своего же вида) в мире животных почти полностью исключена на всех уровнях сложности форм жизни, кроме человека. Ещё раз подчеркну, что термин - приспособительные признаки - есть лишь выживание выживающих, но в специфических условиях близкого предела равновесия.

Особенности живых систем, связанные с поддержанием взаимного равновесия численности вида и потребностей в пище его и его соседей по экологической нише, сейчас имеют исчерпывающее математическое описание во многих работах, например, о взаимоотношениях типа “хищник - жертва”. Естественный отбор часто регулирует уровень численности внутри вида путём врождённых ограничений рождаемости. Равновесие количества индивидуумов в природе закономерно, быстро и точно отслеживает изменения внешних условий. Естественный отбор не имеет ничего общего с вульгарной “борьбой за существование”, которую навязывают обычно дарвинизму в виде обязательного - уничтожь соседа, иначе он съест тебя.

Живая природа не могла бы существовать, если бы взаимный антагонизм был её основой. Дарвиновский естественный отбор есть установление взаимно полезного равновесия. Его безжалостность проявляется только в том, что он не знает индивидуумов, хотя осуществляется именно через них. Индивидуум сам несёт ответственность за своё существование и свои ошибки - в этом смысл “борьбы за существование”. Человеческое, навязываемое дарвинизму, - антагонистическая борьба - к естественному отбору отношения не имеет. Социал-дарвинизм, как он обычно трактуется, есть параноидальная ложь.

В силу второго начала термодинамики в формулировке этой работы вечное равновесие невозможно. Поэтому чем точнее вид приближается к равновесию с окружающей средой, тем больше вероятность его гибели, например, в результате малых изменений окружающей среды. Не редко в природе идеальная приспособленность есть тупик эволюции данного вида, быстро завершающийся его вымиранием. Это приводит к парадоксу эфемерности выживания наиболее тонко и специализированно приспособленных. На рис. 3.1 такой отбор соответствует случаю Б. Он, как правило, приводит к тупикам эволюции.

Поражающее человека приспособительное совершенство жизни в значительной мере кажущееся. Вымерло 99,9% процентов этого совершенства, возникшего и стабилизировавшегося в процессе эволюции!

Общепринято считать, что “творение” (даже в любых косвенных наукообразных формах) или стремление к “совершенству” есть причина возникновения и эволюции жизни. Однако достоверные факты сохранения из созданного эволюцией всего одного из тысячи, реальность работы для отдельных видов жизни в ДНК только двух из десяти тысяч “носителей информации” сами по себе уничтожают возможность такого мировоззрения и терминологии. Тем более в их ортодоксальных формах. Жизнь есть высоковероятное воспроизводимое явление.

Естественный отбор далеко не всегда может дать однозначность, которая понимается под термином - оптимизация. Изменение одного признака, как правило, приводит к изменениям других признаков, которые с ним, казалось бы, не связаны. Например, Д.К. Беляев [87] исследовал в зверопитомниках отбор среди черно-бурых лисиц по доброжелательности в отношениях лис с обслуживающим персоналом. Ожидаемый результат получается на протяжении всего нескольких поколений, но одновременно лисья морда, уши, хвост превращаются в типичные собачьи. Отбор “не может и не хочет” руководствоваться вульгаризмами, которые навязывает природе самонадеянный человек. При доменистикации (одомашнивании) животных человек ставит цели отбора. Он распространяет такое же представление на природу и её отображение в модели - дарвинизме. Однако и в природе и при доменистикации отбор идёт, как правило, не по вулгарно наблюдаемым признакам. В частности, Беляев с удивлением отмечает, что отбор лисиц по доброжелательности сопровождается существенным изменением их репродуктивных особенностей. И в этом главное! Отбор, цель которого, казалось бы, однозначно определена поведенческим признаком, для метаболизма есть отбор по особенностям гормональной регулировки репродуктивных функций. Поведенческие последствия этого - вторичны.

Надо отметить, что чтение материалов в поддержку или об опровержениях дарвинизма часто вызывает недоумение. Например, отсутствие волосяного покрова и хвоста у человека связывают с помощью приспособительных мотивов с его неспособностью лазить по деревьям. Однако артисты-гимнасты под куполом цирка наглядно показывают, что генетически человек не так много потерял из способностей обезьяны.

Приведенный выше пример лис в питомниках достоверно подтверждает факт - отбор по поведенческим признакам (по тонким особенностям работы мозга) меняет внешний вид животного. В частности, этот пример конкретно связывает изменение внешнего вида и понижение агрессивности. У человека мозг и его работа есть то главное, что отличает его от сородичей - обезьян. Может быть человек потерял хвост не потому, что ему не нужно им цепляться за ветки, а потому, что у него другой баланс гормонов в эндокринной системы, без которого не могли бы существовать у него мозг или другие особенности метаболизма? Ответ, несомненно, положительный. Если бы у человека был хвост, то нашлись бы для него функции, например, отгонять насекомых или украшать его бантиками (подражая павлинам). Специалисты типа современных дарвинистов или антидарвинистов восторгались бы целесообразностью природы, снабдившей человека хвостом.

Как будет показано в главе IX, эволюция в сторону роста мозга для млекопитающих задана действием на рост мозга мужских половых гормонов (андрогенов). Но общеизвестно, что облысение у мужчин чаще всего есть следствие избытка производства андрогенов. Может быть, человек имеет безволосое тело не как результат отбора по факторам перегрева или переохлаждения, или удобства бега и прыжков? Может быть, естественный отбор работал по признакам размера и эффективности работы мозга, а отсутствие волос на теле есть не слишком вредное, а потому терпимое, побочное следствие? И на эти вопросы ответ, несомненно, положительный. Удивителен примитивизм мышления некоторых как сторонников, так и противников дарвинизма.

В литературе по дарвинизму, как правило, обсуждается вопрос: какая борьба более острая - внутривидовая и между близкородственными видами или межвидовая, между неродственными видами? Это принципиально неправильная постановка вопроса.

Существует понятие экологической ниши. Её образует сообщество, в том числе несопоставимо разных видов, например, животных, растений, насекомых, бактерий, грибов. Между ними существуют отношения:

“хищник-жертва”,

взаимно полезный симбиоз,

нейтральное сосуществование на основе использования взаимно несовместимых ресурсов,

конкуренция за взаимно используемые ресурсы.

В мире “неодушевлённых” форм жизни бесцельная взаимная агрессивность не существует. Единичные исключения типа голубей только подчёркивают это правило. Самоагрессивность (как система) отличает как биологический вид только и именно человека. Взаимная полезность (как результат всех перечисленных типов взаимодействий) есть главное для равновесных экологических ниш.

“Борьба” внутривидовая или между близкородственными видами - это есть п. d. Однако по отношению к видам живых организмов термин “борьба” вряд ли можно использовать без кавычек. Ответственность особи за собственное существование на уровне метаболизма - это есть итог реализации п.п. a - d. Конкуренция за ресурсы, конечно, включает в себя преимущества для более приспособленного идивидуума (более сильного, умного, ловкого). Но она включает в себя многочисленные ограничения в использовании преимуществ.

Например, необходимость защиты от хищников приводит к появлению стад как противопоставления неограниченному индивидуализму. Пищу надо находить и потреблять часто в условиях жёсткой внутристадной конкуренции. При этом характерные особенности пищевых ресурсов создают принципиальные отличия в конкуренции и её результатах.

В стадах травоядных, то есть при распределённых в пространстве скудных ресурсах, разница в количестве потребляемой пищи между вожаком стада и его рядовыми членами составляет около 10% . Когда пища калорийная и сосредоточенная, результат конкуренции иной. Для видов обезьян, питающихся бананами, количество их, съедаемое вожаком, может составлять до 30% всей пищи рядовых членов стада. Но эти издержки конкуренции второстепенны по сравнению с преимуществами, которые создаёт стадность.

Например, обезьяны, обитающие на островах, имеют различную численность стад в зависимости от того, есть на данном острове опасные для них хищники или нет. В присутствии хищников стада крупнее. За счёт этого в них больше внутренняя конфликтность. Но это не есть “борьба” - это конкретные условия взаимно полезного сосуществования.

В той или иной мере все высокоразвитые животные метят территорию своего индивидуального обитания. Подобное есть даже у простых форм жизни. Например, корневые системы конкретных растений могут быть по своим выделениям несовместимыми. Это создаёт “территориальные метки” в пределах жизненно необходимого минимума. Животные, отнюдь не слабосильные, в большинстве случаев ограничивают “борьбу” за территории демонстрацией угрожающих поз.

Только для человека характерна борьба насмерть за территории, за ресурсы по принципу - у соседа не может быть больше и лучше, чем у меня. Только человек реализует в своих взаимоотношениях принцип - если сосед живёт лучше меня, то буду жить хуже, чем жил, уничтожу своих же сородичей, но обязательно сделаю, чтобы он жил хуже, чем я.

Не борьба, а тонко отрегулированное взаимно полезное динамическое равновесие есть главная “цель” естественного отбора. Издержки в этом неизбежны. Если у какого-то вида возникают подавляющие преимущества по отношению к соседям по экологической нише (неважно в отношениях “хищник-жертва” п. а или при взаимодействиях по п.п. b, c, d), то такие преимущества приводят к вымиранию “победившего” вида.

Внешняя для вида экологическая ниша может находиться в равновесии с ним, существуя неизменной миллионы и миллиарды лет (как например, реализуется для некоторых прокариот, или океанских рыб, или сосновых лесов). Она может медленно эволюционировать, как происходит, например, для лиственных лесов. Но она может катастрофически разрушаться почти мгновенно при ничтожных изменениях внешних условий, когда они создали ситуацию “победителя” в борьбе за существование.

О наследовании “приобретенных признаков”

Для своего времени Жан-Батист Ламарк (1744 - 1829 г.г.), несомненно, был крупнейшим учёным. Термин - биология - в науку введен им. Он понимал достаточно прозрачную идею того, что в описании жизни должны как-то участвовать идеи эволюционности и приспособления к внешней среде. Дарвин начинает обзор в своей книге о происхождении видов с него. Книга Ламарка «Философия зоологии» вышла в свет в год рождения Дарвина, то есть Ламарк был его предшественником в обычном интервале времени непрерывных исследований, когда для постановки новой задачи о природе и её решения созрел уровень развития общества и науки. Дарвин упоминал, что он включил в своё «Происхождение видов» несколько его положений.

Наука - это модели. Подробно это рассмотрено в [14] и в Х главе этой книги. Модели возникают на базе того уровня науки, который существует в их время. Естественно, что люди не могут проигнорировать наблюдения, а они и во времена Ламарка свидетельствовали о набюдаемой по внешним признакам взаимной приспособленности форм жизни друг к другу и к окружающей среде. Первичная простейшая реакция на эти наблюдения - предположение (которое и сделал Ламарк) о некоем внутреннем стремлении жизни к самосовершенствованию с помощью средства - наследования приобретенных признаков. Естественно, что в качестве таких признаков в своё время он мог выбрать только наблюдаемые внешние отличия.

Науки нет и не может быть [3], [7], [14], [81], [86] без доброкачественных ошибок - аксиоматических предположений моделей, которые время обязательно заменяет новыми. По отношению к модели Ламарка это произошло быстро - через 30 лет, если конкретизировать этот интервал датой публикации работы Дарвина. Казалось бы, этим вопрос исчерпан. Тем более, что с точки зрения религий далеко не бесспорно, что более крамольно - дарвинизм или ламаркизм. Однако спустя более ста лет после Ламарка, в тридцатые годы ХХ века, в России возникла лженаука - лысенковщина, которую стыдливо стараются облагородить термином - ламаркизм. Последнее есть оскорбление в адрес Ламарка, но тем не менее общепринято.

Ламаркизм определяется в виде утверждения о наследовании приобретенных признаков путём вульгарной передачи половым клеткам информации о воздействиях и событиях в соматических клетках. Пример из утверждений лысенковщины, прикрываемых термином ламаркизм - если отрубать мышам хвосты, то можно создать бесхвостую мышь как вид или популяцию.

Термин - ламаркизм - не имеет права на существование. Надо называть вещи своими именами. Существует лженаука как внесение в науку причин, методов и средств, которые к ней отношения не имеют и иметь не могут (подробнее см. [14]). Лысенковщина как такая лженаука возникла потому, что в Советской России в период “Большого террора” массово производилось варварское уничтожение кадров на всех уровнях. На место расстрелянных и отправленных в лагеря надо было выдвигать новых людей, от которых требовался не профессиональный талант, а послушание. Возникла социальная задача - научно обосновать, что талант не есть необходимое условие для профессиональной работы, особенно, в руководстве страной.

Для решения этой задачи по схеме “Россия - родина слонов” был возведен в учёные, а потом в академики практик-селекционер Т.Д. Лысенко. Он утверждал, что действием окружающей среды непосредственно на морфологический признак организма (животного или растительного) можно изменить этот признак любым заданным образом. Это противоречило бурно развивавшейся тогда генетике, но оправдывало некомпетентность как принцип в подборе кадров. Возникла лысенковщина, то есть лженаука, так как она отвечала не научным, а политическим задачам. Лысенковщина дала классический пример ошеломительного вульгаризма в виде тонн литературы о наследовании приобретенных признаков. С тех пор прошло более полустолетия. Этот период стал триумфом генетики, включая её невиданные в истории человечества, фантастические по эффективности практические результаты. Однако не только в России, но и во всём мире, лысенковщина продолжает оставаться пугалом и этим постоянно тормозит развитие биологии.

В природе (на всех уровнях от возникновения Вселенной до размешивания чая ложечкой) не было, нет и не может быть процессов, в которых отсутствует обратное влияние окружающей среды на первичный процесс. Даже замкнутость системы есть частный конкретный случай влияния на неё окружающей среды. Лысенковщина продолжает наносить непоправимый вред науке, психологически ограничивая необходимые исследования взаимодействия жизни и окружающей среды.

Действительно, если мышам до наступления половой зрелости из поколения в поколение отрубать хвосты, то обязательно возникнет вызванная этим гибель индивидуумов и отбор, закрепляющий наследуемые генетические вариации. Например, из генофонда популяции исчезнет гемофилия. Можно обсуждать возможность повышения наследуемой свёртываемости крови и связанной с этим частоты инфарктов. Генетически повысится иммунитет к инфекциям, передаваемым через открытые раны. Но генетически закрепившиеся, “наследуемые” влияния внешней среды никогда не примут вульгарную форму бесхвостой мыши.

Кстати, эксперименты в науке типа “отрубания хвостов” впервые появились в биологии на основе первичной наивной формы “генетической” идеи. Ещё в 1868 г. Дарвин опубликовал гипотезу о том, что зародыш складывается из частиц-геммул, плавающих по всему телу и размножающихся в нём. Разные комбинации геммул объясняли разное соотношение в наследовании признаков родителей. Казалось, геммулами объяснено размножение растений одновременно семенами, почками и корневыми отростками.

Ещё Мопертюи, который за сто лет до Дарвина развивал такие же идеи, предлагал отсекать животным хвосты или уши и наблюдать будет ли возникать их наследуемое уменьшение. В этом содержалась “генетическая” логика: с отрубленными частями тела из него удаляются “наследственные частицы”, которые управляют признаками этой части тела. Реально такие опыты проводил ненавидимый лысенковцами дарвинист Август Вейсман (1834 - 1914 г.г.). Идеи дискретности генов, их локализации в хромосомах и участия в онтогенезе принадлежат ему. Эти опыты дали отрицательный результат и закрыли вопрос о бесхвостости, наследуемой с участием топора. Генетическое (с участием отбора) наследование воздействий окружающей среды сегодня не отрицается. В современных вариантах дарвинизма оно объясняется случайными изменениями ДНК и отбором из них. Но в этом возникают противоречия с фактами. Работы [2] - [12] и эта книга (в частности, глава IV) впервые их полностью устраняют.

Повторю. К сожалению, лженауку, каковой является лысенковщина, нельзя отнести только к провокациям в прошлом. И сегодня есть люди и есть вненаучные причины, побуждающие их караулить любые возможности возродить лысенковщину как лженауку. Поэтому у научных работников продолжает действовать страх любых обсуждений влияния окружающей среды на биологическую эволюцию видов. Фактически сегодня это направление искалечено угрозой возрождения лысенковщины.

Науку и лженауку отличает, как было пояснено раньше, не истинность или ошибочность аксиоматических предпосылок. Фальсификация фактов, теорий и экспериментов есть следствие, а не причина лженауки. Лысенковщина есть лженаука потому, что её источник и средства не научные, а политические. Лысенковщина есть лженаука потому, что, даже спустя много лет после неё, давлеет реальная угроза - жулики получат возможность спекуляций, если хотя бы косвенно ставить вопрос об обязательном для природы обратном влиянии среды на происходящие в ней процессы и их результаты.

Лжеучёных научными аргументами убедить нельзя - они выполняют прямое или косвенное политическое задание. Научные аргументы противников для них находка - способ затопить околонаучной фразеологией сущность сомнительных политических целей. И относиться к таким лжеучёным надо так же, как относятся к панельным проституткам - существуют, кому-то нужны, детей (в данном случае государственное обучение школьников и студентов) от их влияния и примера надо защищать бескопромиссно и жестко. Проститутки - отдельно, наука - отдельно.

Научным принципом должно быть утверждение - окружающая среда может и должна участвовать в возникновении и эволюции жизни - гетерокатализ с участием ДНК (как всякий физико-химический процесс) происходит с участием случайностей в конкретных внешних и внутренних условиях и зависит от них. К лысенковщине это отношения не имеет и иметь не может. Ламарк - историческая личность, но его взгляды и ошибки не заслуживают специального термина ламаркизм, а если он и вводится, то к лысенковщине отношения не имеет - обозначение давно понятой наивной доброкачественной ошибки, которая возникла в исторических условиях недостаточности знаний.

Страх перед возрождением лысенковщины привел к абсурду - отбор из независимых, не контролируемых условием случайностей ничего продуктивно объяснить не может. В результате прямо или косвенно в объяснения возхникновения и эволюции жизни вводится цель. Но это завуалированный возврат к наследованию “приобретенных признаков”.

Наследования “приобретенных признаков” в форме лысенковщины нет и быть не может. Это - лженаука. Но “отменять” законы природы об обратных связях неправильно--- существует влияние среды на происходящие в ней процессы и обратное влияние результатов этих процессов на окружающую среду.

Номогенез Л.С. Берга, его противоречия и сопоставление с дарвинизмом

Частота спонтанных мутаций на одну клетку на поколение, например, в колонии бактерий имеет порядок величины 10^-8. Поэтому существует парадокс - наблюдаемая реально частота мутаций в примитивной трактовке, не учитывающей влияние условий, слишком мала для того, чтобы быть источником случайностей в дарвиновской эволюции видов. Исчерпывающее устранение этого противоречия дано в главе IV, §6 этой книги. Здесь рассмотрю только неудачную попытку Берга устранить его.

Ещё в 1922 г. возникла крайность, противоположная вульгарному пониманию случайностей - работа Л.С. Берга «Номогенез или эволюция на основе закономерностей» [88]. Он утверждал в этой работе, что дарвиновский естественный отбор может быть только стабилизирующим. Само по себе это верно и, как было многократно подчёркнуто выше, дарвинизму в понимании самого Дарвина это не противоречит.

Второе утверждение номогенеза в том, что дарвинизму как эволюции на основе случайностей, надо противопоставить опять эволюции, но как выполнения однозначных предзаданных закономерностей.

Берг убеждён, что количество мутаций слишком мало, их “качество” ограничено, а потому отбору не из чего выбирать, то есть борьба за существование не может создать такое новое, которое можно обозначить словами - прогресс в организации. В результате номогенез Берга содержит в себе те же противоречия, которые есть во всех попытках критики дарвинизма. “Эволюция на основе закономерностей” в смысле Берга, хотел он этого или нет, содержит всё ту же предпосылку - существует цель эволюции жизни. Другая только её форма - слово “цель” заменено словом “закономерности” (хотя и встречается у него в прямом виде слова о целесообразности жизни). Это не осталось незамеченным и были в своё время обвинения Берга в витализме. Однако у Берга в этом есть скрытое рациональное зерно - возникновение и эволюция жизни должны быть следствием единообразия законов живой и неживой природы. Это относить к витализму нельзя и в этом он прав! Но конкретно в чём для жизни заключается единообразие с неживой природой Берг установить не смог. Его сторонники или противники также сделать это не смогли.

Дискуссии о номогенезе (от греческого слова - “закон”) в сопоставлении с дарвинизмом (который Берг определял как тихогенез от греческого - “случай”), в смысле выбора какая из двух концепций правильная не случайно и не затихают, и не дают результата. Они его дать не могут потому, что игнорируется введенное самим Дарвиным ограничение пределов применимости его теории (что было подчёркнуто в параграфе 1 этой главы), а концепция изначальной целесообразности живого, положенная в основу работы Берга, заведомо ошибочна.

Мои работы [2] - [11] и изложенное в этой книге, не только устраняют противоречия случайностей в дарвинизме, но и дают ответ на вопрос - какие именно глобальные законы задают общую для живой и неживой природы движущую силу эволюции? Ответ на него, данный в моих работах и в этой книге - второе начало термодинамики и принцип максимума производства энтропии.

При этом впервые дан строгий математический способ установить конкретное соотношение между случайностями и действием однозначных физико-химический законов. Для этого энтропию-информацию о живых системах надо использовать в форме функции комплексного переменного. Далее при описании синтеза информации надо применять критерии запоминания (устойчивости) в комплексной плоскости (5 на рис. 1.2). Тогда величина семантического коэффициента L (формула (1.30)) конкретно укажет для данного вида организмов соотношение случайностей и физико-химических законов.

Скачки в эволюции жизни парадоксальным образом есть составляющая именно эволюции. Их процесс и результаты описываются на основе запоминания с помощью принципа максимума производства энтропии при синтезе информации, введенного в [3], [5], [11] и в этой книге.

Жизнь не есть флуктуация, направленная против роста энтропии. Направленность эволюции жизни существует. Возникновение и эволюцию жизни задаёт обязательное для всей природы направление самопроизвольных процессов в сторону роста энтропии-информации как функции комплексного переменного, которое выражает второе начало термодинамики.

Сегодня общепризнанно, что в эволюции жизни участвует самоорганизация существенно неравновесных систем в процессе их стремления к равновесию. Однако только этого не достаточно для описания возникновения и эволюции жизни. Существование цели - равновесия - в более сложной и менее явной форме оставляет простор для крайностей, как повторяющих Ламарка, так и в виде номогенеза Берга. Эти ошибки исключаются принципом максимума производства энтропии.

“Цель” заключается не в скрытом от нас предзаданном результате эволюции, а в единственно возможном реально - процессы живой и неживой природы равноправно удовлетворяют второму началу термодинамики и принципу максимума производства энтропии (максимума способности к превращениям) - равновесие не есть и не может быть “целью природы”, как в неживой природе, так и при возникновении и эволюции жизни.

В пределах такой постановки задачи его методы и результаты справедливы. Диссонансы, возникающие для отдельных наблюдений, естественны, так как предпосылки Дарвина не бесспорны даже для него самого.

Номогенез Берга не содержит в себе анализа предпосылок Дарвина. Он есть попытка объединить несовместимое для Дарвина, введя цель эволюции жизни в виде замены случайностей у Дарвина действием физико-химических законов. В этом нет противопоставления! Случайности действительно ограничены физико-химическими законами и спорить в этом не о чем. Но жизнь не есть однозначный результат только самих этих законов. Она есть запомненный с помощью критериев устойчивости случайный выбор, ограниченный условиями однозначных законов - синтеза (создания вновь) информации.

В этом необходимо терминологическое пояснение. Второе начало термодинамики и принцип максимума производства энтропии так же есть однозначные законы природы и так же относятся к физике и химии. Поэтому в сформулированном определении термин - физико-химические законы - имеет смысл тех вторичных законов, которые возникли в неживой природе как следствие второго начала термодинамики и принципа максимума производства энтропии (как первичных законов).

Частота мутаций 10^-8 мала, если её сопоставлять с независимыми случайностями в количествах типа одного из 10¹³⁰ вариантов которые приводятся в литературе об эволюции жизни. Но случайность мутаций ограничена условиями, налагаемыми на ДНК как класс молекул с примерно одинаковой свободной энергией её разных реализаций. В этом есть важные новые особенности, которые рассмотрю в главе IV.

Кембрийский взрыв

Вернусь к иерархии синтеза информации в живой природе. Эволюцию жизни обычно описывают в виде некоего древа или железнодорожной сортировочной горки (рис. 3.11) [89]. Отрезки времени, отделяющие ключевые периоды развития жизни в начале “горки” - огромны. Ближе к современности они быстро уменьшаются. Как было подчеркнуто в предыдущей главе, интервалы времени палеонтологической шкалы неявно связаны с количествами информации, синтезируемой в её периоды.

Такое, как на рис. 3.11, изображение эволюции жизни соответствует человеческим представлениям о хронологии и принципах сбора палеонтологических находок. Оно наглядно. Однако в палеонтологию начинает входить генетический анализ, который использует свои принципы группировки находок. “Палеонтологическая горка” типа рис. 3.11 на его основе уже сегодня существенно изменилась. Перечислять новые связи, например, как доказанное родство коров и китов, не буду. Важно, что “генетическая палеонтология” коррелирует с подходом к эволюции жизни в этой работе. Палеонтологические шкалы типа рис. 3.11 не отражают главный принцип эволюции жизни - иерархический синтез информации. Факты, установленные на основе генетических анализов, это подтверждают, хотя в явном виде принципы этой работы пока ещё в пелеонтологии не испольуются. Не сомневаюсь, что время это исправит.

В схеме рис. 3.11 на различимом уровне участвуют уже многоклеточные организмы: растения, животные, грибы. Древнейшая из известных фаун - Вендская (примерно 620 миллионов лет в прошлом). Палеонтология свидетельствует, что возникла она скачком. Её образовывали многочисленные обособленные группы бесскелетных животных.

Скачок перехода на иер ступени, которые содержат в себе истоки современных высокоразвитых форм жизни, на “палеонтологической горке” отражает Кембрийский период (550 миллионов лет назад) имевший продолжительность всего 80 миллионов лет. Именно живые организмы его начала принимал Дарвин (например, в цитате, приведенной в параграфе 1 этой главы) как эквивалент заданных аксиоматически в качестве “творения” (то есть без объяснения эволюционных причин их возникновения).

В переходе к многоклеточным бесскелетным организмам в Вендской фауне и далее от них к почти современным формам в начале Кембрийского периода таксономические скачки (как и при возникновении жизни) возникали в результате синтеза информации с помощью принципа максимума производства энтропии-информации. Типичное недоумение эволюционистов по поводу отсутствия переходных форм в истоках фауны этих периодов необоснованно - их быть не должно (см. параграф 3 этой главы), а потому и нет. Палеонтология это только подтверждает.

Бесспорный факт в палеонтологии - существование явных быстрых во времени скачков, которые иллюстрируют находки резко отличных форм живых организмов и полное отсутствие форм, переходных между ними. Иначе быть не может. Для отбора фундаментальные “находки” в эволюции жизни создаёт принцип максимума производства энтропии. При его действии переходных форм быть не должно - выживают выживающие (в том числе заведомо неоптимальные). Для этого им нужна “пустая” экологическая ниша. Она в этих интервалах времён возникала неоднократно, например, при выходе растений, а потом животных на сушу. Её источниками в последующем могли быть глобальные катастрофы и крупные климатические изменения. Так было, например, при вымирании динозавров. Освобождающиеся при этом экологические ниши в палеонтологических масштабах заполняются быстро.

Однако новая экологическая ниша может возникнуть и без участия катастроф. Например, её может создать перенаселенность, возникшая у предыдущей формы жизни. Она обычно сопровождается быстрым вымиранием как результатом того, что сильно размножившиеся виды провоцируют размножение тех, кто их использует как ресурсы для своей жизни. Если это вирусы и микробы, то смертность в результате болезней мгновенно освобождает соответствующую экологическую нишу. Если это иерархически последующие виды, то вымирание предыдущих есть ресурсное условие для эволюционного развития и усложнения нового. Требовать всегда астрономических или геологических катастроф как причины для возникновения новых таксономических градаций - ошибка.

Иерархический скачок синтеза информации, даже если он произошёл на основе геологической катастрофы, не требует полного уничтожения предшествовавших ему флоры и фауны. Более того, на самых первых этапах эволюции жизни такой скачок, как правило, был связан с симбиозом конкретных представителей предыдущих форм жизни как целого. Но и последующие иерархические скачки оставили не мало “живых ископаемых”, хотя и не абсолютно необходимых как составляющих для симбиоза на старших ступенях иерархии жизни. В водной среде это латимерии, двоякодышащие рыбы, гаттерии, акулы, крокодилы, черепахи. Среди беспозвоночных такие “живые ископаемые” представлены плеченогими, наутилусами, мечехвостами, устрицами. Список можно продолжить. Одни из распространённые сегодня деревьев - сосна и ель. Их относят к голосеменным, то есть иерархически и во времени к дальним прошлым формам растений. Сегодня они существуют совместно с более поздними растениями - покрытосеменными.

В этом долгожительстве всегда участвуют конкретные причины. Например, хвойные сосновые леса устойчивы - они могут сами себя воспроизводить неизменными. Лиственные леса, как правило, неустойчивы. Они провоцируют своё непрерывное изменение по составу растительности. Этим они оставляют возможность, например, сосне возвращать себе локальные экологические ниши. “Живые ископаемые” не столько старые виды, эволюционно приспособившиеся к новым условиям и соседям по экологической нише, сколько выжившие из числа видов предыдущего равновесия.

Для млекопитающих экологическая ниша, в которой они развились путём выживания выживающих (возникших на основе принципа максимума производства энтропии-информации), не была пустой. Особенности их метаболизма позволяли им в ней только выживать. Они в конкурентной борьбе существовали как мелкие животные. Глобальных преимуществ по отношению к уже существовавшим обитателям этой ниши у них не было. Но и особой привлекательностью (как пищевым ресурсом) они не обладали. Так они и теплились около 100 миллионов лет, накапливая “молчащие” мутации и терпимые уродства. Однако похолодание после столкновения Земли с метеоритом примерно 65 миллионов лет назад вызвало вымирание большинства видов динозавров и освободило для них экологическую нишу. В новых более холодных климатических условиях их теплокровность (в жарком влажном климате скорее уродство, чем необходимость) создала им преимущества. Внутриутробный онтогенез, вскармливание на основе молока как гарантированной рафинированной пищи разрешило запоминание выбора из нового класса случайностей, нереализуемых при развитии из предварительных запасов яйца. Именно это привело к росту их роли в фауне Земли.

Одно из наиболее полных современных описаний Кембрийского периода принадлежит С. Гоулду [90], [91]. Он в своих работах уделяет много вниманию анализу основ дарвинизма, однако ответов на парадоксы случайностей в дарвинизме он не нашёл. Начало Кембрийского периода характеризуют те единичные представители таксономических градации, которые Дарвин аксиоматически принял родоначальниками будущей эволюции жизни. Животный и растительный мир окончания Кембрия считают, хотя и не вполне понятным, но эволюционным продолжением его начала.

К концу Кембрия природа пришла с результатами, решающими для современной жизни. В океанах уже существовало около трёх четвертей ныне населяющих их форм жизни. Появился новый класс - членистоногих - предков всех будущих позвоночных. Живые организмы получили систему кровообращения, центральную нервную систему, половое размножение, желудочно-кишечный тракт, совершенный набор способов нападения и защиты.

Казалось, что середина Кембрия должна дать промежуточные эволюционно “гладкие” переходные формы к этим новоприобретениям природы. Проверить это было трудно, так как организмы из мягких тканей почти не оставляют палеонтологических следов (а именно они были характерны для начала Кембрия). Неожиданно природа смогла в сланцах сохранить их четкие изображения. В Беджейсских сланцевых отложениях в 1909 г. было найдено много новых фактов. Их объединяет понятие - “Кембрийский взрыв”.

В физике взрывом называют такие процессы, которые развиваются по экспоненте. На рис. 3.12 [90] показан рост числа таксономических отрядов на рубеже Кембрийского периода. Это действительно экспонента - взрыв в терминах физики.

Сравните рис. 3.12 и рис. 1.6. На экспоненте в рис. 1.6 главы I изображены асимптотически уменьшающиеся количества информации внутри ступеней иерархии. На рис. 3.12 - экспоненциальный рост количества таксономических единиц (в конечном счёте видов). Связь между этими двумя графиками в том, что чем меньше количества информации внутри ступеней иерархии, тем меньше времени надо случайностям для того, чтобы создать новые виды, тем меньше разница между ними в количествах информации и, соответственно, больше их число.

Кембрийский взрыв был мгновенным в масштабах всего времени эволюции жизни. Он сопровождался не только появлением множества принципиально нового, но это новое появилось в огромных количествах. В Кембрийском периоде для многих видов живых организмов об оптимальности и речи нет. Например, пятиглазая opabinia (рис. 3.13).

Казалось бы, на основе палеонтологических фактов середина Кембрия напрочь исключает эволюционную преемственность его начала и конца. Именно это пытается доказать всей мощью своего знания палеонтологии Гоулд. И в рамках классической аксиоматики Дарвина спорить с ним бессмысленно и невозможно. Однако если эти же факты рассмотреть с точки зрения синтеза информации с участием принципа максимума производства энтропии, то противоречия устраняются. Покажу как это происходит.

К началу Кембрия существовали прокариотические и эукариотические клетки как самостоятельные организмы. Были достаточно выраженные и сложные многоклеточные организмы. В их возникновении главным был синтез информации на основе эукариотических клеток как объектов предыдущего уровня иерархии энтропии-информации. Обрывая предисторию можно констатировать, что начало Кембрия характеризовало относительно небольшое разнообразие простейших видов-предшественников современных форм жизни. Они в масштабах времён эволюции сосуществовали долго, приближаясь к равновесию между собой и с окружающей средой, но многих ключевых особенностей современных форм жизни у них не было даже в зачатке - эволюции нечего было отбирать и совершенствовать.

В процессе почти равновесного сосуществования этих форм жизни возникали генетические ошибки в воспроизведении, которые преимущественно отбраковывались естественным отбором. Однако многие из них накапливались в молчащих участках ДНК - не работали. Одновременно действовало и дарвиновское видоообразование, выражаемое процессами самоорганизации при возврате к равновесию вида 1 - 5 на рис. 1.2.

Огромное разнообразие конкретных условий в этих процессах, времена их протекания, составлявшие многие десятки миллионов лет, давали свои результаты, не слишком нарушающие существующее равновесие. Однако при этом возрастала плотность жизни в простейшем смысле численности особей в объеме морей и океанов, частоты контактов. Пищевая основа их сосуществования содержала обычный источник в виде фотосинтезирующих видов (растений) и последующее взаимное поедание у животных.

Первичное, главнейшее условие, определяющее возникновение и эволюцию жизни, как многократно было подчёркнуто выше, есть принцип структурной комплементарности - продукты метаболизма закономерно подчиняются правилам универсальной взаимопригодности.

Гибридизация ДНК - объединение разных ДНК целиком или их отдельных участков - есть высоковероятный преимущественно физико-химический процесс. При относительно высокой плотности многоклеточных форм жизни такая гибридизация ДНК происходила часто. Прокариоты и многоклеточные эукариоты имели достаточно обособленные экологические ниши. Прокариоты ещё только создали кислородную атмосферу, а эукариоты имели преимущественно кислородный обмен. Это их в какой-то мере разделяло территориально и экологически. Многоклеточные эукариотические организмы поэтому могли выживать, не имея современных систем иммунитета. Тем более не было форм иммунитета типа “свой-чужой”, которые стали почти обязательными в послекембрийские времена. Гибридные ДНК могли становиться основой выживания выживающих в виде любых монстров, которые получали возможность “призовым образом” занять новые экологические ниши. Преимущества кислородной энергетики разрешали им любую расточительность в потреблении энергии. Всё это есть типичные условия для преодоления тупика равновесия - дальнейших превращений.

Случайно в деталях, но закономерно биофизически, возникали такие изменения ДНК, которые приводили к реакциям и продуктам, сильно расширяющим возможности симбиоза на уровне клеточных и внутриклеточных структур. Это коррелирует с самопроизвольностью увеличения длины ДНК. Поэтому за короткий в масштабах эволюции период порядка десятков миллионов лет возникло много новых генов и их комбинаций. Случайное совпадение возможностей этих генов с особенностями расточительной кембрийской экологической ниши стимулировало синтез информации на основе принципа максимума производства энтропии - случайное запоминание ключевых “находок”, приводящее к новым таксономическим градациям. Закрепившиеся таким образом гены могли перекрестно диффундировать в разных представителей жизни Кембрия. В каждом из них они вели себя индивидуально, но в среднем однотипно - повышая возможности синтеза и запоминания самых разнообразных (не обязательно “полезных”, а скорее гротескных) симбиозов внутри конкретных организмов и между ними. Симбиоз это есть морфологическое выражение иерархии синтеза информации.

Одномоментно в масштабах времён эволюции жизни закрепились путём выживания выживающих генетические изменения, повышающие возможности изменчивости. Уменьшение количеств информации “внутри” более высоких ступеней иерархии синтеза информации (рис. 1.6) стало основой многовариантности новых форм жизни и “одномоментности” их возникновения.

Расширение возможностей генетически закрепленного симбиоза как ступени с номером k = k_kem - “кембрийский” в иерархии синтеза энтропии-информации могло быть запомнено (превращено в информацию) потому, что оно на основе выживания выживающих создавало огромные новые способности к превращениям (реализацию максимума производства энтропии). Плоскость , показанная на рис. 2.4 - это и есть “Кембрийский взрыв”.

В терминах синтеза информации на уровне ДНК “Кембрийский взрыв” есть эволюционный процесс: в пределах энергетического равноправия разных структур ДНК запоминаются некоторые из них. Энергетические законы для ДНК (типа минимума свободной энергии, а строго в виде критериев устойчивости в комплексной плоскости) не могут быть критериями запоминания (синтеза информации), например, о мухе или слоне, но ими задаётся эволюционность в том смысле, что принцип максимума производства энтропии запоминает одни из возможных случайных структур ДНК. На их основе происходят в порядке стремления к равновесию иерархические процессы самоорганизации (синтеза информации). Это превращает случайности для ДНК в “муху или слона”.

В терминах систематики и наблюдаемых форм жизни “Кембрийский взрыв” есть огромный скачок, несопоставимый с происходившими внутри предыдущих ступеней иерархии почти равновесными изменениями форм жизни. Дальше новые плоскости энтропии-информации возникают в убыстряющемся темпе - отличающие их интервалы времени измеряются в сотых и тысячных долях от миллиарда лет. Многие виды жизни “Кембрийского взрыва” являются закономерными скачками как составляющей непрерывного эволюционного процесса. Кембрийский период маркирует тот рубеж, на котором показатель экспоненты, описывающей число таксономических единиц, начинает превышать единицу.

Можно привести много примеров того, как расширение возможностей симбиоза с учётом действия принципа структурной комплементарности приводило к возникновению и эволюционному развитию важнейших современных систем живых организмов. Отмечу из них один.