Предпосылки возникновения синтетической теории эволюции
В начале ХХ века произошло осмысление некоторых положений дарвинизма с точки зрения генетики. Так образовалась синтетическая теория эволюции (СТЭ).
Учение Дарвина обрело генетический фундамент после открытия законов Менделя, а также после создания теоретической популяционной генетики Р. Фишера, Джона Б.С. Холдейна - младшего и С. Райта.
Статья «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики», написанная С. С. Четвериковым, стала основой для развития синтетической теории эволюции. В данной статье Четвериков рассматривает совместимость принципов генетики и теории естественного отбора. Также в этом труде ученым были заложены основы эволюционной генетики.
Предположение о таком свойстве генов, как рецессивность, дало новый толчок для развития синтетической теории эволюции. Согласно гипотезе рецессивности, в каждой группе организмов в момент созревания гамет в итоге ошибок при репликации ДНК возникают новые варианты генов, то есть мутации.
Каждый ген принимает участие в определении сразу нескольких признаков, то есть влияние генов на строение организма и его функции является плейотропным.
В то же время, формирование каждого признака находится в зависимости от нескольких генов, такое явление называется генетической полимерией признаков. Согласно мнению Фишера, эти свойства – полимерии и плейотропии – отражают взаимодействие генов, в результате чего проявление каждого гена внешне имеет зависимость от генетического окружения. Исходя из этого, рекомбинация порождает новые сочетания генов, что в итоге формирует для мутации генное окружение, позволяющее мутации проявляться в фенотипе организма-носителя.
Следовательно, мутация проходит естественный отбор, который уничтожает такие сочетания генов, которые будут затруднять жизнедеятельность и размножение организмов в условиях данной внешней среды, и сохраняет сочетания, которые в дальнейшем рекомбинируются и тестируются отбором.
Таким образом, синтетическая теория эволюции рассматривает преимущественное размножение генотипов и передачу их потомкам.
Основные положения синтетической теории эволюции
Главная роль в данной теории в определении основного источника генетического разнообразия отводится рекомбинации генов.
Эволюционный процесс считается состоявшимся в том случае, если отбор сохранил сочетание генов, являющееся нетипичным для предшествующей истории данного вида. Таким образом, осуществление эволюции происходит при наличии трех процессов:
- Мутационного, который формирует новые варианты генов, имеющих небольшое фенотипическое выражение
- Рекомбинационного, который создает новые фенотипы
- Селекционного, который определяет уровень соответствия новых фенотипов данным условиям внешней среды обитания.
Вышеперечисленные факторы признаются необходимыми всеми сторонниками синтетической теории.
Синтез генетики и дарвинизма, произошедший в 1930-1940-е годы, привел к тому, что идеи генетики проникли в систематику, биогеографию, эмбриологию, палеонтологию.
Ученые, занимавшиеся исследованиями в рамках синтетической теории эволюции, имели много разногласий по поводу фундаментальных проблем и проводили исследования в разных областях биологической науки. Однако следующие положения не вызывали споров:
- Локальная популяция есть элементарная единица эволюции
- Мутации и рекомбинационная изменчивость – материал для эволюции
- Главной причиной развития адаптаций, видообразования и появления новых видов является естественный отбор
- Причины формирования нейтральных признаков заключаются в дрейфе генов и принципе основателя
- Вид определяется как система популяций, изолированных репродуктивно от популяций других видов. Каждый вид является экологически обособленным
- Видообразование – это возникновение генетических изолирующих механизмов. Видообразование происходит в основном в условиях географической изоляции.
Таким образом, синтетическая теория эволюции – это теория органической эволюции путем естественного отбора признаков, детерминированных генетически.
Одним из выдающихся трудов по синтетической теории эволюции является труд английского биолога Дж. Хаксли, который по объему материала и охвату проблематики превосходит даже книгу Дарвина.
Хаксли в своей книге отмечал, что биология находится в процессе синтеза. До этого вновь возникшие дисциплины работали отдельно. И синтез биологии призван стать более плодотворным, чем возникшие до этого односторонние взгляды на проблемы эволюции.
Главными выводами статьи Хаксли являются следующие:
- Мутации и естественный отбор являются комплементарными процессами, не способными по -одиночке сформировать направленные эволюционные изменения
- Отбор в популяциях действует на комплексы генов. Мутации не являются полезными или вредными, можно лишь рассматривать их селективность в разных средах.
- Репродуктивная изоляция является основным критерием, который говорит о завершении процесса видообразования.
- Отбор действует в сторону совершенствования организации
- Эволюция носит длительный и постепенный характер
- Вид является генетически замкнутой системой
- Макроэволюция происходит путем микроэволюции
- Эволюция носит непредсказуемый характер
Развитие новейших наук стало стимулом для расширения и модификации синтетической теории эволюции.
Синтетическая теория эволюции в современной науке
Новые теоретические разработки позволили еще больше приблизить синтетическую теорию эволюции к реально существующим фактам и явлениям, позволила найти ответы на вопросы, которые не могли объяснить в предыдущей теории.
В настоящее время постулаты синтетической теории эволюции отличаются от представленных ранее:
- Естественный отбор является не единственным двигателем процесса эволюции
- Дивергентный характер эволюции тоже проявляется не всегда
- Постепенный ход эволюции также не является обязательным, в отдельных случаях могут происходить внезапные макроэволюционные события
- Макроэволюция может происходят не только через микроэволюцию, она может происходить и своими путями
- Репродуктивный критерий вида является неточным, однако до сих пор не предложено универсальное определение вида для форм с половым процессом, и для агамных форм.
- Непредсказуемый характер эволюции является реальностью.
- Случайный характер изменчивости не является противоречием для возможности существования канализированности пути эволюции
Таким образом, можно сказать, что развитие синтетической теории эволюции будет продолжаться, новые открытия в этой области позволят ответить на остающиеся нераскрытыми вопросами. В целом, данная теория не вызывает сомнений у большинства ученых. Синтетическая теория наиболее удовлетворительно объясняет процесс эволюции.
