Сложность понимания сути жизни и ее развития состоит в том, что из поля зрения исследователя выпадает исторический процесс самоорганизации организмов: на экране науки они появились уже как самоорганизованные, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы. Попытки лабораторного моделирования нуклеотидно -аминокислотных полимеров, способствуя пониманию некоторых частных сторон проблемы самоорганизации, не приближают к познанию происхождения жизни и механизмов ее эволюции, как единого целого, а скорее создают иллюзии, уводящие в сторону от реальной действительности.
Проблемы целостности организмов, как и их целесообразности, приобрели актуальность после выхода основополагающих работ Дарвина, предложившего новый механизм самоорганизации и эволюции живой природы. Этот механизм, основанный на «борьбе организмов за существование», на первый взгляд простой и безотказный, на деле стал источником множества проблем, для решения которых ученым оказалось недостаточным полутора столетия.
Логично было бы предполагать, что участие в борьбе доступно всем саморегулирующимся организмам, способным по мере необходимости к направленной перестройке способов и средств борьбы за удовлетворение потребности «существовать». Дарвин же допускал, что в борьбе за существование, организмы в одних случаях способны к направленному образованию полезной – «определенной» - изменчивости фенотипов, но значительно чаще генерируют «неопределенную», т. е. случайную изменчивость, но зато в избыточном количестве. Апробируя полученные варианты изменчивости, и развивая упражнениями более перспективные, организмы выявляли нужные им формы. Далее естественный отбор давал этим новациям экологическую оценку.
Предложив механизм эволюции: генерация избыточного количества вариантов признаков и выбор наиболее подходящего из них по заданным параметрам или образцам, Дарвин, сам того не подозревая, открыл, как мы теперь понимаем, важнейший для всех отраслей науки и техники - закон избирательного производства и воспроизводства.
Этот физиологический механизм является основополагающим для всех отраслей биологии, поскольку все биологические процессы и события являются вероятностными.
К сожалению, эволюционисты - неодарвинисты не жалуя ни физиологов, ни самого Дарвина, игнорировали его представление о возможности организмов самостоятельно генерировать как случайные, так и определенные формы изменчивости, а также оценивать и развивать их функции. Этим факторам, свидетельствующим о присущей организмам первичной активности и морфофункциональной лабильности, был противопоставлен естественный отбор.
Из этого следовало, что организмы не имеют принципиальных отличий от абиогенных объектов, самоорганизация и эволюция которых определяется случайным взаимодействием физических факторов.
В результате возникли противоречия между абсолютно субъективистскими тенденциями неодарвинизма и, основанными на объективных данных, теориями таких наук, как физиология, палеонтология, эмбриология, цитология, биохимия и другими, для которых естественный отбор в подобном толковании стал «удавкой на горле», препятствующей их участию в развитии учения об эволюции организмов.
Дальнейшее углубление противоречий связано с теорией «Зародышевого пути» Вейсмана, якобы, наложившей запрет на способность организмов самостоятельно определять порядок передачи потомкам благоприобретенных ими признаков. В ход был пущен термин «Барьер Вейсмана», как некая физическая преграда, препятствующая проникновению информогенных структур в ядро клетки из их цитоплазмы
Наиболее консервативными сторонниками Синтетической теории эволюции до сих пор этот миф продолжает выдаваться за одну из основных «аксиом» неодарвинизма. И это тогда, когда генетиками доказано, что 25 – 50% ДНК генома животных представлено, поступившими в организмы из внешней среды, геномами бактерий и вирусов и, что регуляция функций многих генов осуществляется специализированными белками, собранными на цитоплазматических рибосомах и проникающих в ядро.
Как мне представляется, в настоящее время уже совершенно очевидно, что обсуждению подлежит не пресловутый «барьер Вейсмана», а эволюция избирательности организмов по мере их совершенствования. Но подобным доводам и фактам неодарвинисты противопоставляют «административный ресурс» - их просто замалчивают, отказываясь в публикации.
Справедливость требует признать, что и Дарвин, и Вейсман, будучи великими учеными, интуитивно ощущающими противоречивость своих концепций относительно природы живого, сочли необходимым предложить объяснения механизмов наследования благоприобретенных признаков.
Следует оговориться, что значительным числом дарвинистов не приняты антидарвинистские постулаты неодарвинистов. Наиболее известны фундаментальные исследования А.Н. Северцова, о филэмбриогенезах, (1910, 1939), И. И. Шмальгаузена, (1942, 1982), обосновавшего в качестве факторов целостности организмов корреляции и координации форм, функций и процессов. На основе исследований Шмальгаузена (1942) и Уоддингтона (1957), Шишкиным (1987), выдвинута концепция «Эпигенетической эволюции», получившая развитие в работах Северцова и соавторов (1993), Воронцова (1999), Гродницкого (2000). Работа Северцова (1998), посвящена объективной, разносторонней и обстоятельной критике СТЭ.
Со временем выяснилось, что избыточность воспроизводства не является решающим условием прогрессивного развития. Напротив, по мере прогрессивной эволюции и повышения сложности строения, воспроизводимость животных снижается, но это им не препятствует занимать господствующее положение в природе, уступая его только новым, более эволюционно продвинутым формам. Подобное возможно при условии изначально присущей организмам «эволюции механизмов эволюции» основанной на использовании все более точной и сложной информации.
После выхода в свет работы Ч. Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора» прошло почти 150 лет. Выполнив свою историческую миссию - включив в общественное сознание парадигму эволюционизма и ответив на целый ряд крупных биологических вопросов, дарвинизм извлек на свет и ряд новых проблем, которые выводят биологию за рамки его первоначальных постулатов. Таков закон развития науки.
Критика неодарвинизма продолжает нарастать, а доводы ее оппонентов становятся все более обоснованными и радикальными. Шишкин, (1987), Чайковский, (1990, 2003), Назаров, (1991,2005), Северцов, (1998), Гродницкий, (1999), Воронцов, (1999). Еще более многочисленны критические выступления в адрес неодарвинизма зарубежных авторов. Имеются сведения, что в университетах, половины штатов США, курс эволюции вытеснен генетикой, а в Германии – концепцией Гутмана и т.д.
В то время, когда одни из оппонентов уверены в необходимости полного отказа от неодарвинизма, как основы для новой теории, другие предлагают ограничиться пересмотром тех или иных его положений, дополненных новыми положениями.
В этом смысле серьезного внимания заслуживают программы «нового синтеза», предложенные Воронцовым (1999), и Корочкиным (1999) г.
В основу концепции Корочкина положена теория «Номогенеза». Л. С. Берга, интерпретированная с позиций современной генетики.
В 1996 году известные американские ученые, генетики Гилберт и Опиц и эмбриолог Рэф, предложили свою теорию «Нового синтеза», положив в его основу концепцию «Прерывистой равновесности» Гулда и Элдриджа, (1972), учения о гомологии признаков и о морфогенетических полях. При всей важности перечисленных принципов, проект Гилберта и др. не обозначает факторы, определяющие движущие силы адаптивного и прогрессивного преобразования разнообразия форм жизни.
Серьезного внимания заслуживает оригинальная теория эволюции, основы которой заложены работами видного палеонтолога Мейена, (1974), и продолженная известным эволюционистом и историком науки, Чайковским, (1900, 2003). Данное им название новой теории - «Диатропика», (т.е. упорядоченное разнообразие) отражает ее основную идею: эволюция организмов осуществляется как процесс последовательной генерации прогрессирующего разнообразия гомологичных форм. Выявляемые при этом закономерности создают базу для разработки новой систематики организмов типа «Таблицы элементов» Менделеева, т.е. обладающей проспективными возможностями. В этом смысле, позиции Чайковского, сближаются с «Номогенезом» Берга, (1977), поддержанным Любищевым, (1982).
При различии взглядов на некоторые проблемы биоэволюции, общим для названных авторов является современность мышления, генетический подход к проблеме изменчивости, признание закономерности, направленности и прогрессивности эволюционного процесса.
Заметными событиями в области разработки теории эволюции стала публикация ряда статей известного бактериолога Г.А. Заварзина, (1997, 2002), а также перевод книги австралийских иммунногенетиков Стила, Линдли, Бландлэн, (2002). Австралийские ученые доказали принципиальную возможность получения направленной изменчивости в процессе соматических мутаций генов и передачи новой биоинформации в геномы ооцитов, формирующихся в зародышевых путях.
Подчеркивая новые позитивные тенденции в объяснении эволюции организмов, тем не менее, следует отметить, что из современных работ выпадает проблема целостности, автономности организмов и их избирательной активности в отношениях с окружающим миром. Стала очевидной недостаточность используемой до сих пор объяснительной базы эволюции организмов.
Поиску объяснения эволюции биологических объектов посвящена предлагаемая «Потребностно – информационная теория эволюции» (ПИТЭ), объяснительная база которой расширена включением в нее физиологии, биоинформатики и биофизики. Основой ПИТЭ является «Потребностно – результативный механизм», отражающий фундаментальные потребности организмов «существовать», (сохранив свою целостность и внутреннюю упорядоченность), и «размножаться», накапливая для этого максимум информации об окружающих их объектах и явлениях. И проникая в сущность этих объектов, вырабатывать посредством механизма генетического поиска, способы их нейтрализации и извлечения максимальной пользы.
Исходным для данной работы принято обоснованное мною (1994) положение о том, что жизнь есть информационный способ существования материи, реализуемый в многообразии целесообразно организованных биологических структур посредством овеществления их индивидуальных информационных программ. Реальная жизнь предстает в виде рядов иерархически самоорганизующихся, саморазвивающихся первично активных объектов - организмов.
Фундаментальной особенностью живых систем является обладание ими неразрывно связанных между собой потребностей - «существовать», чтобы «размножаться» и «размножаться», чтобы «существовать». Эти и производные от них потребности определяют - а) закрытость и избирательность организмов относительно факторов окружающей среды, б) самосогласованность внутренних функций и процессов, образующих основу их целостности и автономности в пространстве индивидуального энергоинформационного биополя.
Актуализация потребности организма, обусловленная выпадением или недостаточностью определенной функции проявляется в рассогласовании комплекса жизненно важных функций, дестабилизации гомеостаза и переходу биосистемы на режим открытого взаимодействия со средой. Это благоприятствует приобретению информации, в которой нуждается организм, и одновременно с этим открывает пути проникновения в него информации, осложняющей генетический поиск, внося в него дополнительные элементы неопределенности. Неопределенность преодолевается направленностью генетического поиска заданной координатами ЭМ поля актуализированной потребности.
Масштаб изменчивости фенотипов определяется уровнем наличия в геноме ресурса морфогенной информации.
Адаптивные формы видообразования ограничиваются умеренным ресурсом информации. Но при этом учитывается интенсивность использования имеющихся структур и вероятность их переориентации на удовлетворение актуализированной потребности. Наличие избыточной информации открывает возможность программирования видов - основателей таксонов низкого уровня.
В отличии от микроэволюции, механизмы макроэволюция непосредственно не связаны с воздействием на организмы внешних дестабилизирующих факторов. Макроэволюции предшествуют многочисленные, разрозненные во времени и пространстве и недостаточно согласованные между собой процессы адаптивной изменчивости, которые служат источниками гетерохронии и гетеротопии. Рассогласование функциональных возможностей наиболее продвинутых в своем развитии структур и ограниченными функциональными возможностями архаичных системам и структур нарушают сложившуюся координацию жизненных функций. Это особенно обостряется в периоды глобальных кризисов, и актуализируют потребность внутренней упорядоченности, как основы поддержания целостности, автономности и закрытости организмов. Удовлетворение этой потребности требует системных мутаций, обеспечивающих новый порядок координации жизненно важных функций на основе изменения типа строения организмов.
Таким образом, движущей силой эволюции служит необходимость удовлетворения потребностей «существовать» и «размножаться, инициирующая первичную активность организмов с использованием имеющейся информации. При этом макроэволюция требует наличия высокого уровня конструктивного морфогенетического ресурса информации (КМРИ) и подготовленностью геномов к генерации множества вариантов потенциально направленной изменчивости. Перебор этих вариантов и выявление из них требуемого осуществляется посредством физиологического подкрепления, включенного в систему обратной связи с геномом. У животных эффективность подкрепления контролируется положительными и отрицательными эмоциями.
Фактор естественного отбора не утрачивает своего значения: он вписывает жизнеспособные организмы в популяции, популяции в экологические сообщества возрастающего уровня. Этим обеспечивается накопление ресурса конструктивной морфогенетической биоинформации в высших таксонах отдельных филумов, подготавливая возможность для их дальнейшей эволюции, а также в таксонах, образующих вершину информационной пирамиды биоты, определяющей развитие биосферы.
Для более четкого отражения основных положений ПИТЭ сопоставим их (в форме комментариев) с основными положениями наиболее прогрессивного варианта неодарвинизма - теорией эволюции Воронцова. (Комментарии даны курсивом).
1.«Постулат о популяции как наименьшей эволюционирующей единице остается в силе. Однако огромное количество организмов без полового процесса остается за рамками определения популяции, и в этом мы видим значительную неполноту синтетической теории эволюции».
Для снятия неопределенности данного постулата следует четко разграничить изменчивость индивидуальную, обеспечивающую отличие своего от чужого, что служит основой сохранения первичного сообщества, адаптивную к конкретной среде и эволюционно значимую, определяющую перспективы развития филума. Таким образом, во всех случаях источниками изменчивости являются особи, которые независимо от формы воспроизводства, ведут самостоятельный поиск способов самовыживания (удовлетворения потребности «существовать»). Всякое формируемое особями, сообщество – семья, стадо, рой, популяция, способствуют их выживанию. Эффективный вариант адаптивной или типологической изменчивости (получивших физиологическое подкрепление), посредством полового размножения и дистантного резонансного близкородственного трансгенеза информации, быстро становится достоянием всех членов сообщества - от семьи, до популяции и вида (смотри главы 3.2, 3.3). Вероятно, дистантный резонансный трансгенез информации имеет решающее значение при бесполом размножении. Если эффективных вариантов изменчивости два и более, возможно образование двух или нескольких первичных сообществ, выступающих основателями новых гомологичных видов или новых филумов.
2. «Естественный отбор, бесспорно, остается движущим фактором эволюции, но не единственным. Дарвиновская и «недарвиновская» эволюции взаимно непротиворечивы».
Под понятием «Естественный отбор» подразумевается вся окружающая среда, сочетающая благоприятные и неблагоприятные факторы. Когда преобладают дестабилизирующие факторы, то организмы ставятся перед необходимостью искать новые способы решения проблемы выживания и размножения. К процессу поиска и выбора конкретных форм изменчивости естественный отбор непричастен. Реальной движущей и направляющей эволюцию силою, является блок эволюционно активных факторов: актуализация потребности организма в жизненно важной функции и поиск им адекватной информации, определяющей новые принципы избирательного отношения к среде посредством новых функций и исполнительных структур.
3. «Симгенез, синтезогенез, симбиогенез, парафилия, трансдукция генетического материала – все это говорит о том, что эволюция далеко не всегда носит дивергентный характер».
4. «Эволюция, как мы показали, не обязательно идет постепенно. Видообразование путем полиплоидии, за счет хромосомных перестроек по сути дела происходит внезапно. Не исключено, что в отдельных случаях внезапный характер могут иметь и отдельные макроэволюционные события».
5. «Постулат о том, что вид является генетически замкнутой и целостной системой, в основном остается в силе. Однако мы знаем случаи просачивания потока генов через неабсолютные барьеры изолирующих механизмов эволюции; подлежит изучению эволюционная роль трансдукции».
Если под понятием «замкнутость» иметь в виду избирательность к условиям среды, то она сохраняется только в период стабилизации, когда нет необходимости в поиске новых условий выживания.
6. «Макроэволюция может идти как через микроэволюцию, так и своими путями».
Микроэволюция ограничена адаптациями организмов к внешней среде. Макроэволюция инициируется запредельными гетерохрониями, возникающими в ходе разновременных адаптационных новаций; является результатом удовлетворения потребности внутренней упорядоченности и реализуется в новых формах архетипов.
7. «Представление о политипическом виде в основном остается в силе, но в практике современной систематики с применением генетических методов исследований нередко случается, что широкая концепция вида оказывается несостоятельной и сменяется более дробным пониманием объема вида».
Все виды, существующие на общей территории, постоянно обмениваются информацией посредством многочисленных способов, включая горизонтальный перенос генов и дистантный резонансный перенос информации ЭМ излучениями. Роль последнего способа сильно возрастает в условиях космических и земных катастроф, усиливающих модуляции физического ЭМ излучения, которое конформируя биополя организмов, открывают их для восприятия не свойственной их видам информации.
8. «Сознавая недостаточность репродуктивного критерия вида, мы все еще не можем предложить универсального определения вида как для форм с половым процессом, так и агамных».
При определении понятия вида необходимо учитывать интегрирующую роль общего поля потребностей особей.
9. «Случайный характер мутационной изменчивости не противоречит возможности существования определенной канализованности путей эволюции, возникающей как результат прошлой истории».
Открытие Алтуховым и Рычковым, а за тем и другими авторами немутирующих или редко мутирующих генов ответственных за важнейшие жизненные функции/структуры, снимает вопрос об эволюционном значении случайных мутаций и выдвигает необходимость объяснения их рациональности вероятностных форм изменчивости (например – соматические мутации В-лимфоцитов).
10. «В эволюции, наряду с монофилией, широко распространена парафилия».
Исходя из информации палеонтологов об одновременном появлении на Земле многих форм одноклеточных, а так же из доказанности горизонтального переноса генов и усложнения клеточных структур посредством ассимиляции других одноклеточных организмов, представления о возможности монофилии подвергается сомнению.
11. «Несмотря на колоссальное количество факторов, влияющих на эволюционный процесс, эволюция может быть в какой-то степени прогнозируема и предсказуема».
Создание научной базы для разработки методов прогнозирования эволюционного процесса требует объединения достижений современной генетики, физиологии, палеонтологии, эмбриологии, морфологии, экологии и других биологических наук. Отмежевываясь от этих и других биологических наук «Синтетическая теория эволюции» создает лишь затруднения для решения данной проблемы.
В заключение, автор выражает надежду на то, что «Потребностно – информационная теория эволюции», наряду с «Новым синтезом эволюционной биологии» Гилберта, Опица, Рэфф (1977), «Синтетической теорией» Воронцова (1999) и «Эпигенетической теорией» Шишкина – Северцова и соавторов – Гродницкого (1987 – 2000) и «Эволюции» Чайковского (2003) откроют возможность коллективного участия в разработке теории эволюции ученых, представляющих все биологические и смежные с ними специальности.