nature_wonder (nature_wonder) wrote,
nature_wonder
nature_wonder

Category:

Микро- Мега биология

Академик РАН Заварзин Г.А
Составляет ли эволюция смысл биологии? -- Вестник РАН. 2006. № 6.

Вопрос, поставленный в заголовок статьи, появляется как сомнение в утверждении Ф. Добжанского и его коллег по созданию Синтетической теории эволюции (СТЭ) - Е. Майра и Дж.Г. Симпсона - в середине прошлого столетия: "В биологии ничего не имеет смысла вне освещения с эволюционной точки зрения". Основатели СТЭ поставили знак равенства между макро- и микроэволюцией и, более того, Симпсон утверждал, что если микро- и макроэволюция окажутся принципиально различными, то изучение микроэволюции станет малозначащим для эволюционного процесса в целом.

С середины прошлого века после канонизации СТЭ развитие теоретической биологии сосредотачивается на понятии эволюции. Додарвиновская биология основывалась либо на типологии, либо на эссенциализме как сущностном определении объектов биологии. Оба подхода "плохие", и обвинение в принадлежности к одному из них рассматривается как клеймо ненаучности. Для эволюции важны понятия вида, систематики, телеологии.

На самом деле дарвиновское мировоззрение явилось определяющим для философии науки как в её естественной отрасли, так и в социальной, причём в гораздо большей степени, чем прогресс в менее доступной пониманию обывателя физике. Мы живём в мире естественного отбора, хотя вряд ли понимаем его. Суть эволюционной точки зрения состоит в ответе на вопрос: "Каково происхождение объекта?" - в предположении, что происхождение объясняет всё и представляет собой основу любой мысли современного биолога, пытающегося дать интерпретацию своих результатов. Сама идея прогресса от "монады до человека" вытекает из классификации, а не из филогении, что означает последовательность происхождения видов в науках о жизни. Если освободиться от таксономического мышления, то ничто не может называться прогрессивным, а всё прогрессивное - дарвинистским.

Другая точка зрения свойственна редукционизму и сформулирована Ф. Криком в 1966 г.: "Задача современной биологии - объяснить все явления в биологии в терминах физики и химии". Свойства биологических объектов записаны в ДНК, поэтому в биологии всё может быть объяснено путём её изучения. Филогения ДНК ведёт к познанию сущности биологических явлений - заключают последователи физико-химической биологии.

Дарвиновская концепция предполагала эволюцию вида через размывание его в вариантах субвидового уровня и утвердила значение общности происхождения как основы системы живого. Поэтому вид не представляет собой нечто постоянное, и К. Линней недаром ориентировался в основном на род. Непостоянство вида в эволюции привело Р. Даукинса к идее постоянства гена, которая успешно реализуется в возможности молекулярной идентификации генов в разных объектах. Приняв ген за элементарную единицу в эволюции, вид можно рассматривать как временную комбинацию генов. Один и тот же ген может быть найден в разных комбинациях. Именно таков прагматический подход молекулярной генетики. Тогда допустимо представление о разнообразии живых организмов как о мегагеноме, который доступен исследованию методами молекулярной экологии. Самовоспроизводящимся вполне себялюбивым геном можно считать вирусы.

Следующим этапом в развитии эволюционного воззрения стала кладистика, основывающаяся на графах происхождения и ветвления. В результате было признано, что в "естественной классификации" значима лишь монофилия - общность происхождения. Отсюда единственным заслуживающим внимания свойством стало отношение "предок - потомок". Далее следовал вывод, что существует единственное филогенетическое дерево, базирующееся на последовательности "предок - потомок", и такое "универсальное дерево жизни" было реализовано К. Вёзе на основе представления об устойчивом гене рибосомальной РНК и филогении этого гена с помощью определения последовательности нуклеотидов в нём. Примечательно, что Грин и Депью в своей книге, посвященной современной философии биологии, даже не упоминают об этой эмпирической реализации рассматриваемых ими основных положений, полностью игнорируя мир микробов. Рассуждения властителя дум современных эволюционистов Вёзе об эволюции микроорганизмов вполне вытекают из мировоззрения американских философов биологии.

Микробиология оказалась вне поля зрения философов биологии, всё ещё ориентирующихся на орнитолога Майра, палеонтолога Симпсона и генетика Добжанского, а также их последователей и оппонентов. Между тем микробиология дала основной эмпирический материал для биологии прошедшего столетия. Объекты микробиологии - бактерии - отличаются рядом принципиально важных для понимания сущности биологических особенностей свойств. Взгляд микробиолога на свои объекты и среду их существования расставляет иные приоритеты, чем сравнительный подход макробиологов. Как эволюционист микробиолог находится на особом положении, поскольку бактерии - объекты его изучения:

• не имеют видимого предшественника в порядке, вытекающем из сравнительной сложности организмов;
• не имеют предшественников в палеонтологической летописи и восходят к началу летописи геологической;
• воспроизводятся прямым делением без полового процесса и в максимальной степени соответствуют принципу самовоспроизведения без отклонения;
• лишены онтогенеза;
• обладают геномом, построенным по принципу максимальной экономии, и временными вне-хромосомными факторами;
• обладают минимальным временем существования индивидуума в деятельном состоянии (и максимальной способностью к анабиотическому переживанию);
• непосредственно связаны с геосферой как средой обитания (паразитизм и зависимость от других, небактериальных, существ явно вторичны);
• эволюционируют в тесной связи с эволюцией среды обитания, в том числе и в крупных пространственно-временных масштабах.

У микробов нет предшественников и, следовательно, нет организменной филогении, но есть потомки и последствия деятельности сообщества, то есть сукцессия. Биология не исчерпывается вопросом о происхождении и объяснением, что объект таков, каким его сделала эволюция. Вне-дарвинистские вопросы обычно таковы: "Как это работает?", "Как оно устроено?", "Зачем эта часть?", "Зачем оно?". Если первые три вопроса ведут к механистическому описанию объектов без внимания к их сущности, то последний - к телеологии, и поэтому со времён Р. Декарта относится к числу ненаучных. Однако тривиальное объяснение для части обычно носит телеономический характер - для того, чтобы существовало целое. Ответ на вопрос "зачем?" - предполагает функцию, от которой не избавиться никакому материалисту и стороннику "отобранного случайного". Отсюда возникла неотелеология. Вопрос "зачем оно?" - независим от вопроса "как оно возникло?". Разумеется, всё может быть сведено к обычной причинно-следственной цепочке, каузальной роли не в смысле causa finalis (первопричины), а в смысле поиска инвариантных законов verae causae (истинных причин), то есть эпистемологической оценки возможности объяснения. Тут, пожалуй, уместна ссылка на Дарвина, который в 1859 г. называл "закон условий существования" более общим, чем "закон единства типа". Так что мнение последующих сторонников причинной роли в возникновении функции не противоречит Дарвину, который писал: "Строение изучается не как продукт селекции, а как ограничение её".

Автор нынешней статьи занимается изучением функционального разнообразия микробного мира, и это заставило его участвовать в проектах по биогеохимии, суммирующей, в том числе, и результаты глобальной деятельности микробиоты, - проблема, далёкая от обычного опыта микробиологов. В этой области, начинающейся с выявления масштабов процесса, происхождение действующих агентов второстепенно, если вообще значимо, в то время как их экологическая функция в качестве инструмента глобальной машины (именно так!) биосферы оказывается определяющей. -- полный текст статьи


* * *


Мегабиология изучает биологические процессы в масштабе миллионов и миллиардов тонн превращения веществ в биогеохимических циклах. Эта наука, развившаяся в последние десятилетия в связи с интересом к глобальным изменениям среды, и прежде всего климата, связана с оценкой явлений по их масштабу.

В мегабиологии приоритеты распределяются совершенно иначе, чем в общей, в смысле универсальной, биологии с ее фокусом на немногие примеры — E.coli, Saccharomyces, дрозофилу, хрустальную травку — в расчете получить общие для всех объектов данной категории закономерности. В мегабиологии важно функциональное разнообразие, а не типовой пример. Приоритеты расставляются по масштабу процесса, который, как уже упоминалось, оценивается количественно по резервуарам и потокам вещества. При этом наибольшее значение приобретают наиболее массовые явления, которые в силу их «банальности» остаются на обочине внимания, психологически концентрирующегося на экстраординарном, сенсационном.

Осознать роль микроорганизмов в формировании ландшафта, а не в его функционировании, почти невозможно из-за невидимости агентов. Оценить их роль можно, лишь наблюдая, как образуются многометровые толщи строматолитов, создававших пояса рифов подобно современным кораллам. Микроорганизмы, за исключением подобных редких случаев, не служат эдификаторами-строителями, которых сейчас представляют растения. У микроорганизмов структурная роль невелика из-за их дисперсности. Однако переход от географических наблюдений невооруженным глазом к таким геологическим понятиям, как седиментогенез и диагенез, сразу меняет эмоциональный характер восприятия: микробная биопленка оказывается формообразующей системой.

Заварзин Г.А. Мегабиология

* * *


...Нам необходимо сохранять ландшафт. И прежде всего – через углеродные циклы. Понимаете, мы не погибнем, если исчезнет амурский тигр. Очень жалко будет его, но мы не погибнем. А вот если шесть ведущих лесообразующих пород – елки, сосны, березы, лиственницы – засуховершинят и выйдут, то тогда вся система, по крайней мере, северного полушария, полетит в очень неприятном направлении. Вот тогда нам будет очень плохо.

Поэтому, получаются две совершенно разные вещи. Если вы хотите добиваться устойчивого развития, сохраняйте массовые виды – эдификаторы, как их называют в науке. Если вы хотите сохранять биоразнообразие, пожалуйста, сохраняйте стерха, амурского тигра и все прочее. Но это совершенно другая игра. Это не устойчивость, это генетический резервуар. И самый важный генетический резервуар, кстати, это резервуар бактериальный – он-то идет для биотехнологии.
Значит, чтобы его спасти, вы должны спасти эти системы, вот такие, как я показывал, скажем, для термофилов. Значит, вы должны строить заповедники не только для косуль и калана, но и заповедники для микробов. Потому что микробы максимально зависят от геосферной обстановки вокруг них. Они сохраняются только как экосистема...

Возникновение биосферы (стенограмма передачи «Гордон» 10.06.03)
Tags: biology, evolution
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 7 comments