Перед лицом фактов, указывающих на периодические массовые вымирания флоры и фауны биосферы, не возвращаемся ли мы на новом уровне к катастрофической гипотезе знаменитого Кювье? Обнаружение гигантских захоронений неведомых животных и растений привело его к выводу, что периодические катастрофы сметали на Земле все живое, после чего жизнь начиналась сначала. Но катастрофа практически непредсказуема, а ее последствия тем более невозможно предвидеть. Ясно только то, что катастрофа - это возврат от упорядоченности к хаосу. Катастрофу нельзя считать скачком в развитии.
Любопытно то, что последствия изученных глобальных катастроф выглядят совсем не так, как можно было бы ожидать. Вместо наступления хаоса и вырождения почему-то наступает новый всплеск упорядоченности. Устраняются те формы жизни, которые в предшествовавший катастрофе период достигли расцвета, но господство которых стало препятствием для последующего совершенствования биосферы. И наоборот, выживали в катастрофе те формы жизни, возникшие в рамках старой структуры, которые не имели там шансов проявить свою прогрессивную сущность. Выходит, что катастрофы как бы выполняли санитарные, очистительные функции, освобождая биосферу от всего неперспективного. После катастроф нигде не отмечен возврат к более раннему примитивизму биосферы.
Часть палеонтологов придерживается мнения, что во время катастроф вымирали те виды, которые уже были обречены. Катастрофа служила лишь последним толчком, стимулировавшим их быстрое устранение с исторической арены. Какой бы ни стала окончательная оценка роли катастроф в эволюции жизни на Земле, история биосферы наглядно демонстрирует следование периодов плавного развития и скачков, выводящих ее на новые, качественно более высокие уровни организации. Для биосферы характерны те общие закономерности развития, которые просматриваются во Вселенной и любых ее подсистемах.
В биологии особая роль принадлежит эволюционным идеям, выдвинутым Ч.Дарвином в его теории происхождения видов. Историческое значение дарвиновских идей огромно, они не только ввели эволюционистские представления в биологию, совершили переворот во взглядах на происхождение человека, но оказали влияние на все естествознание и даже на социологические разделы науки. Без преувеличения можно утверждать, что теорией Дарвина в XIX веке началось широкое внедрение эволюционистских идей в научное мышление. Но дарвиновское представление об эволюции не охватывало все мироздание в целом, да и в биологии оно ограничивалось внутривидовыми процессами. В своем классическом виде теория Дарвина предполагает плавность развития, отсутствие на его пути скачков. Отсюда вытекают непреодолимые трудности в попытках объяснить появление новых видов, резкие смены флоры и фауны в истории развития биосферы.
"Вопреки первоначальному положению Дарвина об отсутствии скачков в эволюции, - пишет М.В.Волькенштейн[3], - возникновение вида имеет скачкообразный характер... В эволюции этапы непрерывного развития в устойчивом режиме чередуются с переходными этапами, подобными фазовым переходам. Переходы эти неравновесны".
Механизм эволюции определен Дарвином в его классической триаде: наследственность, изменчивость, естественный отбор. Достижения генетики, молекулярной биологии, общие положения теории самоорганизации потребовали пересмотра основ дарвиновской теории эволюции. Изменчивость в классической триаде предполагает случайное возникновение наследуемого изменения признака, подвергающегося затем действию естественного отбора, беспощадно отбраковывающего все то, что не приспособлено к условиям существования объекта. По современным понятиям минимальной, элементарной единицей эволюции в биосфере считается не особь, а популяция: совокупность индивидов одного вида, способных скрещиваться между собой. Закрепление признака означает, что частота его появления в популяции превышает некоторый пороговый уровень. Дарвиновская изменчивость теперь связывается с мутациями, спонтанно возникающими в генном наследственном аппарате (геноме). Мутировавший ген создает у особи новый признак. Если он полезен для популяции, то закрепляется в ней. Эффективность мутировавшего гена определяется частотой возникновения в популяции признака, связанного с этим геном. Изложенные представления позволили сформировать синтез классического дарвинизма с новейшими достижениями генетики, получивший название синтетической теории эволюции. Но и такой синтез не закрыл всех трудностей теории эволюции.
Многочисленные факты, полученные в наши дни, позволяют все более уверенно говорить о направленном характере биологической эволюции, о ее "канализировании". Кроме того, отмечается ускорение эволюции со временем. Известны многочисленные примеры того, что направленно возникают новые свойства, новые поведенческие реакции и их невозможно объяснить в рамках классической триады. Поэтому одним из направлений ведущегося поиска стало выяснение тех факторов и механизмов, которые создают "канализацию" и ускорение биологической эволюции. В этом плане обращено внимание на следующие обстоятельства: 1) не всякая мутация гена вызывает изменчивость связанного с ним признака; 2) существует механизм стабилизации генома и даже реставрации поврежденных его участков; 3) известны случаи изменения признака без мутации гена, такие события вызываются внезапными изменениями положения так называемых скачущих генов, они не занимают в хромосоме раз и навсегда заданного места и могут неожиданно менять свое местоположение в ней (скачущие гены составляют до 10 процентов генома); 4) мутации и перемещения скачущих генов не совсем случайны, появились подозрения, что изменения генома на самом деле регулируются и управляются пока неизвестным нам механизмом, реагирующим на состояние окружающей среды.
