А) Занимает ли биология особое место?

В предыдущей главе мы рассмотрели, прежде всего, космос как целое. Затем мы увеличили оптику и обсудили галактики, неподвижные звёзды, планетные системы и Землю в их развитии. Эти процессы описываются физическими, в немногих случаях также химическими законами. Космология, астрономия, астрофизика, геология, — всё это физические дисциплины В развитии органического мы сталкиваемся с новым классом законов, биохимическими и биологическими. Это отнюдь не означает, что физические законы утрачивают здесь свою значимость; они сформулированы так, что значимы для всех систем, в том числе биологических. Так, также и организмы не могут противоречить закону сохранения энергии; мышца, которая осуществляет работу, должна откуда-либо получать энергию (например, из питания), точно также, как и нейрон в мозге, который посылает нервный импульс. Но физические законы должны дополняться биологическими и биохимическими законами.

Своеобразие биологии как науки основано не на том, что живые системы содержат какие-либо метафизические, недоступные науке компоненты, но исключительно на том, что живые системы настолько сложны, что для образования теорий в биологии требуются такие понятия, которых нет в теориях физики, например в квантовой механике… Совершенствование теорий в современной биологии идёт рука об руку с элиминированием таких специфически биологических понятий; однако представляется сомнительным, являются ли вообще целесообразными попытки вывести теории о живых системах огромной сложности из теорий об атоме. (Mohr, 1967, 24f)

К специфическим биологическим законам принадлежат следующие (Mohr, 1967, 30f., Rensch, 1968, Kap. 3):

Жизнь есть системное свойство. Для понимания явлений жизни поэтому недостаточно исследовать элементы организма, существенной является именно их связь друг с другом, структура системы.

Живые системы имеют высокий уровень структурированности. Они проявляют целесообразность, физиологически объясняемы посредством их регулятивных способностей.

Биохимические процессы регулируются энзимами (биокатализаторами). Регулирование осуществляется посредством гомеостаза, который поддерживает биологическое равновесие. Живые системы не находятся в состоянии термодинамического равновесия (= смерти); для этого они нуждаются в постоянном притоке свободной энергии. При их исследовании поэтому должно учитываться их взаимодействие с окружающим миром.

Живые системы — подходя кибернетически — являются открытыми системами в так называемом «текучем равновесии» (Берталанфи), несмотря на постоянный обмен веществом и энергией с окружающим миром они сохраняют квазистационарное (не статическое) состояние.

Живые системы характеризуются наследственностью. Этот принцип относится к любому делению клеток, а потому также к потомству.

Живые системы находятся в постоянном развитии. Онтогенез ограничен во времени (то есть все индивиды должны умереть).

Эти особенности биологических законов были постоянной опорой виталистических спекуляций, согласно которым, жизнь есть нечто сверхъестественное и недоступное разуму. Хотя этот метафизический витализм вымер в среде учёных, вопросы о своеобразии и значении биологического подхода продолжают остро дискутироваться.

Как? и почему? являются типичными вопросами в физикалистских дисциплинах. Они ставятся, и на них, если это возможно, отвечают, естественно, также и в биологии. Однако тут играют роль также функция и родосохраняющая ценность наблюдаемых свойств, структур и принципов, то есть вопросы — для чего полезны? и как возникли?

Типичными вопросами исследования всего органического являются вопросы — для чего?, откуда? и почему?. Другими словами: во-первых, вопрос о родосохраняющем смысле, во-вторых, вопрос о родоисторическом возникновении и, в-третьих, вопрос о естественных причинах явления. (Lorenz, 1941, 98)

Таким образом, биологические дисциплины включают ценность выживания и филогенетическое происхождение в сферу своих объяснений. Такие объяснения содержат далее историческую (эволюционистскую компоненту).

На аналогичное различение способов объяснения нацелены пары понятий:

Это противопоставление характеризует только суть дела, оно не предполагает принципиальных различий. Различные способы объяснения не исключают, а дополняют друг друга. Прежде всего, в эволюционистских объяснениях не принимаются телеологические аргументы.

При рассмотрении живого необходима, правда, понятийная дифференциация. Она связана с тем, что высшие живые существа (организмы) имеют конечную продолжительность жизни. Поэтому эволюционная мысль применяется двояко: для онтогенеза организма и для филогенеза вида. Для различия в особых случаях мы будем в первом случае говорить о развитии (development), во втором — об эволюции (evolution). Так, в этой книге обсуждается эволюция человеческих познавательных способностей, а не их развитие у отдельных существ, что, особенно у детей, исследовал, например, Пиаже. Между онтогенезом и филогенезом существуют, естественно, важные связи, например, биогенетический закон.

b) Факторы эволюции ⁴³

Задача теории эволюции состоит в объяснении существования, изменения и возникновения биологических видов (естественных, непрерывно размножающихся сообществ). О том, что возможны новые формы, было известно благодаря выращиванию полезных растений и разведению домашних животных ещё в XIX столетии. Причину этого легко также можно было увидеть в «искусственном отборе». Но представления о естественном возникновении новых видов долго находились в центре острых научных и мировоззренческих дискуссий. Более старые теории монистичны; они подчёркивали преимущественно или даже исключительно один единственный фактор эволюции, например:

Последующие трактовки комбинировали факторы в плюралистические теории эволюции:

C 1942 года наиболее обоснованной считается синтетическая теория, согласно Джулиану Хаксли, дополненная современной генетикой. В соответствии с ней, факторами эволюции являются:

Мутабельность — вследствие ненаправленных изменений наследственности возникает тенденция неравномерности внутривидового состояния генов (генетического пула), мутационное давление. Мутации составляют мотор развития. Они вызываются температурным шоком, химическими субстанциями (мутагенами), ультрафиолетом и ионизирующим излучением. Недавно полагали, что мутации могут вызываться также вирусами, которые тащат за собой целый ген другого вида и переносят в клетку.

Популяционные волны — число индивидов в популяции и его колебания оказывают влияние на темп эволюции. В малых популяциях вымирают легче; они изменяются поэтому быстрее, чем большие. Мутации и популяционные колебания являются случайностными факторами эволюции.

Экологические ниши (Annidation) — некоторые мутанты претендуют на другие условия существования (жилище, питание) и используют их, в области распространения, как главные. Даже соседние варианты могут таким образом выживать и при изменении окружающих условий оказываться в благоприятной обстановке.

Изоляция — Вследствие пространственного отделения размножающееся сообщество переходит в новое качество. Наличная полнота вида сводится преимущественно к данной форме дифференциации. Экологическая, генетическая изоляция, изоляция в размножении ведут к образованию рас и видов.

Селекция — Естественный отбор носителей различной наследственности играет решающую роль как фактор эволюции. На отбор могут воздействовать климатические условия, враги, паразиты, конкуренция и половой «выбор». Этот отбор затрагивает прежде всего фенотип (индивида), но посредством выживания и размножения приспособленных, он воздействует также и на генотип.