Жанр: Наука
Антропогенез в масштабах эволюции биосферы и вселенной
Зубов Александр Александрович " Статьи
Антропогенез в масштабах эволюции биосферы и Вселенной
Предпосылки гоминизации
Существует точка зрения, согласно которой жизнь на Земле - явление случайное,
уникальное. Приходится слышать также, что антропогенез, возникновение человека,
разума - также случайные явления, выпадающие из общей, универсальной системы
закономерностей бытия и развития Вселенной. Не слишком ли много случайностей?
Как могла стихия космоса в круговороте ненаправленных процессов породить
фантастическую сложность живых существ, наделенных мощным потенциалом
саморазвития и бесконечным разнообразием функций? И было ли для этого достаточно
времени, если учесть, что, как сейчас известно, возраст Вселенной не превышает
15 миллиардов лет? Эти вопросы заставляют обратиться к анализу соотношения
антропогенеза и универсальных закономерностей эволюции всего мира, в
особенности, - биосферы Земли. При этом мы нисколько не уходим в сторону от
основной темы работы, так как, рассматривая феномен человека, мы тем самым уже
вступаем в область проблем планетарного и космического масштаба.
Человек сформировался в результате давления естественного отбора в направлении
универсальных особенностей, определивших не только его господствующее положение
в биосфере, но также выход на новый уровень организации, который можно назвать
"надбиологическим". Феномен человека укладывается в рамки понятия "жизнь" и, в
то же время, это - "сверхжизнь". Выдающийся теоретик биологии И.И.Шмальгаузен
писал: "Можно представить себе беспредельное расширение среды, то есть не только
расселение организмов по всей поверхности Земного шара, где жизнь вообще только
возможна, но и использование всех жизненных ресурсов. Такой организм займет
совершенно особое положение, так как он возвысится над всеми другими
организмами, овладеет всей средой и подчинит ее своим потребностям (Шмальгаузен,
1939). Такой высший этап ароморфной эволюции, выходящий за пределы последней как
нечто новое для жизни на Земле, И.И.Шмальгаузен назвал эпиморфозом . Именно на
этот этап развития антропогенез вывел Человека.
Для того, чтобы встать на эволюционную линию антропогенеза были необходимы
определенные предпосылки, выработанные в ходе предшествующих стадий эволюции
живого мира. Высшие приматы - непосредственные предки гоминид и рода Homo - уже
обладали достаточно полным набором таких биологических предпосылок, к числу
которых следует отнести высокоразвитый мозг, анатомические особенности руки и
возможность её освобождения для использования, а затем изготовления орудий труда
и охоты, стереоскопическое зрение, сложное групповое поведение, включая высокий
уровень организации стада, достаточно развитые средства коммуникации,
взаимодействие между индивидуумами (кооперацию), склонность к манипулированию
предметами, гибкость поведения, высокий удельный вес поведенческих адаптаций в
общей системе приспособительных реакций, повышенная роль прижизненного опыта в
организации поведения и, соответственно - возрастающая роль индивидуума в
группе. Эти особенности, взятые вместе и неразрывно связанные друг с другом
можно определить как "комплекс гоминизации" . В процессе эволюции высших
приматов на линии, ведущей к человеку, значение этого суммарного показателя
гоминизации постепенно выявляется и возрастает, так что комплекс как целое
становится средством выживания вида , и, как следствие, - объектом действия
движущего естественного отбора, определяющего направление дальнейшего развития и
видообразования. Именно отбор на комплекс гоминизации приводит к становлению
семейства гоминид с появлением первого рода этого семейства - Australopithecus
(возможно - Ardipithecus) и продолжает давление в том же "оправдавшем себя"
направлении, с неизбежностью формируя эволюционирующий род Homo, который на
протяжении двух с лишним миллионов лет совершенствуется как носитель комплекса
гоминизации. В этом, собственно, и заключается биологическая сущность
антропогенеза. Однако, картина действия предпосылок очеловечивания не
исчерпывается описанными выше фактами. Сам комплекс гоминизации не появляется
"на пустом месте": возникнув в отряде приматов, он имеет базу в системе
характеристик всего класса млекопитающих , которые (наряду с некоторыми родами
птиц), по сравнению с другими классами животных, имеют более выраженную
тенденцию к прогрессу центральной нервной системы, к усложнению поведения,
выражающемуся в развитии "рассудочной деятельности" (по терминологии
Л.В.Крушинского), то есть способности (хотя бы зачаточной) к прогнозированию
событий и целесообразному поведению в новой обстановке. Общий качественный
подъем жизнедеятельности, обусловивший победу млекопитающих над пресмыкающимися,
получил необходимое, естественное продолжение в становлении отряда приматов и
оформлении описанного выше единого комплекса гоминизации.
Точно также можно сказать, что предпосылками становления млекопитающих явились
прогрессивные особенности типа хордовых, подтипа позвоночных. И так далее. Мы
видим, таким образом, что те или иные предпосылки гоминизации в общих чертах
можно выявить на самых разных "этажах" прогрессивной эволюции, что вся цепь
стадий абсолютного прогресса, характеризующаяся восходящим совершенствованием
организации и как бы направленная на человека, является своего рода обобщенной
предпосылкой его становления. Черты, составившие базис гоминизации, выявлялись
постепенно, так что на ранних этапах эволюции, казалось бы, трудно уловить даже
намеки на то, что мы считаем присущим мыслящим существам, однако можно показать,
что существует ряд инвариантных особенностей прогрессивного развития, единых для
всех стадий восходящей линии эволюции и нашедших полное выражение в Человеке,
который должен рассматриваться как закономерное и необходимое звено цепи
процессов усложнения организации материи. Эта эволюционная цепь или линия,
красной нитью проходящая через миллионы лет сложного бытия биосферы среди
запутанной сети локальных прогрессивных, нейтральных и регрессивных направлений
видообразования в нашей работе будет именоваться магистралью , а присущие ей
инвариантные свойства, воплотившиеся в человеке - магистральными (Зубов,
1978,1979,1982,1985,1996, 2003).
Особенности эволюционной магистрали в биосфере
Таксоны живых существ, входящие в биосферу нашей планеты, следуют различным
стратегиям развития. Основные модели этих стратегий выделены и подробно описаны
А.А.Северцовым, которые впервые ввел термины "ароморфоз" и "идиоадаптация" ,
отражающие общий прогресс универсального характера с подъемом на новый
информационно-энергетический уровень и "частный" прогресс" локального характера,
обеспечивающий адаптацию таксона к конкретным условиям данного места и времени,
что обусловливает выживание, но не делает существо более универсальным,
способным приспосабливаться к разным условиям жизни при их быстрых изменениях.
Эволюцию по модели ароморфоза в настоящее время принято называть арогенезом , а
адаптивные изменения идиоадаптационного типа - аллогенезом . Выделяют также
катагенез - общее снижение уровня организации, что фактически можно назвать
также дегенерацией. Для магистральной линии эволюции типичен восходящий
арогенез, так что все данное направление развития выглядит как цепь ароморфозов,
с неизбежностью приводящую к возникновению разумных существ. При этом не имеется
в виду непрерывное развитие одного таксона, которому предназначено стать
разумным: магистраль понимается нами как условное научное обозначение линии,
составленной таксонами, обеспечившими себе победу в конкурентной борьбе с
другими формами путем арогенеза и универсального, перспективного характера
эволюционных сдвигов . Здесь не имеется в виду предопределенность,
"запланированность" развития. Движение по восходящей траектории определяется
обычными биологическими факторами, прежде всего - естественным отбором, который
рано или поздно, причем со все возрастающей вероятностью, отдает предпочтение
более универсальным формам, имеющим в запасе потенциал преадаптаций и способных
выживать в гетерогенных и меняющихся во времени условиях среды, то есть как бы
адаптированных на перспективу . Однако, не следует думать, что ароморфная форма
развития в реальной жизни всегда оказывалась более выгодной для развивающихся
таксонов. Во многих случаях, особенно на ранних этапах эволюции биосферы,
"практичней" оказывалась идиоадаптационная модель, обеспечивавшая больше шансов
на выживание в каждый конкретный момент времени и в конкретном месте.
Преимущества этой формы адаптации имели место в условиях длительной стабилизации
среды, мало изменявшейся в течение многих миллионов лет. Магистраль в этой
ситуации с трудом пробивала себе дорогу. Однако, в переходное время, при смене
геологических эпох, универсальные, мало специализированные существа выходили "
на передовые рубежи" прогресса биосферы, в то время как идиоадаптационные линии,
уводившие многие формы жизни в тупики узкой специализации, не могли восстановить
адаптивные связи со средой и вымирали. Здесь можно привести всем хорошо
известный пример - вымирание рептилий на грани мезозоя и кайнозоя - эры
млекопитающих, выживших за счет ряда ценных ароморфозов (теплокровность,
вскармливание детенышей молоком, волосяной покров, более высокий уровень
развития центральной нервной системы). Преимущества магистрального арогенеза не
означают, однако, что идиоадаптационные и тупиковые линии развития должны
рассматриваться как своего рода отбросы эволюции. Немагистральные ветви всегда
находились в тесном взаимодействии с магистралью, внося свой вклад в эволюцию
биосферы. Вся система процессов развития живого мира подобна растению, в котором
роль стебля играет магистраль, роль ветвей - немагистральные линии.
Идиоадаптационные направления обеспечивают общее увеличение сферы обмена веществ
и энергии со средой и, кроме того, создают "фоновое давление", усиливающееся в
процессе конкуретной борьбы по мере возрастания уровня организации в боковых
ветвях и способствующее ускорению абсолютного прогресса. Эволюция эволюции
обогащает генетический опыт магистрали и пополняет его ценной перспективной
информацией, базирующейся на "победах" универсальных форм. Биосфера
функционирует как единый развивающийся организм.
Накопление и выявление перспективных адаптаций общего значения, имеющих
непреходящую ценность в любых возможных изменениях среды мы определяем как
процесс универсализации , являющийся одним из важнейших свойств эволюционной
магистрали.
Универсализация давала живым формам чрезвычайно ценное качество - возрастающую
автономию , - независимость от специфического влияния среды, приводящего к узкой
специализации. Это свойство можно рассматривать как вторую важную особенность
магистрали и одну из главных предпосылок гоминизации в глубинах времени.
Автономизация означает возрастание способности к самосохранению и "внутреннему
управлению" систем. Процесс усложнения организации приводит к усилению
авторегуляции жизнедеятельности, начиная с температурной регуляции и кончая
усложнением форм поведения, в частности - борьбой за существование .
Повышается общий уровень активности организма и вида, что проявляется в
миграциях, при освоении новых экологических ниш. Автономизация и универсализация
форм на магистрали прогрессивно снижают необходимость адаптивных морфофизиологических
перестроек организма, все в большей степени заменяя их разными
формами сложного приспособительного поведения (характерный магистральный
феномен), которое играло решающую роль в конкурентной борьбе, ярким примером
чего может служить развернувшаяся в мезозое "схватка" между рептилиями и
млекопитающими: "... в основном это было соревнование в формах поведения,
наиболее гибкого у млекопитающих" (Шмальгаузен, 1983), что обеспечило им, как
известно, полную победу.
Развитие сложных форм поведения всецело зависит от еще одной важнейшей
особенности эволюционной магистрали - прогрессирующей церебрализации
(энцефализация) , то есть совершенствование центральной нервной системы, мозга
. У примитивных существ ранних периодов истории Земли преобладали наследственно
закрепленные формы поведения, удельный вес собственного прижизненного опыта, как
основы поведенческих реакций был невелик, поведение базировалось на опыте вида
, записанном в геноме. Начиная с мезозоя, естественный отбор стал во все
возрастающей степени делать акцент на эволюцию мозга как более мобильного центра
фиксации и реализации информации, включая ее прижизненные, индивидуальные формы.
Церебрализация (энцефализация) есть выражение одного из важнейших показателей
магистрального прогресса - информационной эволюции , сущность которой состоит в
развитии систем накопления, кодирования и переработки информации, обеспечивающих
адекватное отражение действительности, включая опережающее отражение , которое
носит прогностический, преадаптивный характер. Концентрация и возрастание
объемов информации на магистрали имеет место как на видовом (геном), так и на
индивидуальном уровне, причем использование приобретенного, прижизненного опыта
индивидуума как базы поведенческих реакций увеличивает шансы на выживание, делая
поведение пластичным, мобильным. Индивидуальный опыт чрезвычайно важен в борьбе
за существование , в которой фенотипическая активность (термин И.И.
Шмальгаузена) обеспечивает выживание и прогресс без морфо-физиологических
перестроек. Таким образом индивидуум вносит вклад в магистрализацию вида.
Ценность индивида как генератора и аккумулятора полезной информации на
магистрали повышается, что находится в тесной связи с уменьшением плодовитости и
продлением детства , то есть периода обучения и передачи из поколения в
поколение вне-геномной (или иначе - экстрагенетической ) информации
("экстрагенетическое наследование"). Гибель индивида или подавление его
созидательной инициативы наносит огромный ущерб виду и, в дальнейшем, обществу.
Разумеется, опыт вида, геномная информация, также играет свою роль в
магистрализации живых систем, особенно на относительно ранних этапах эволюции
эволюции , до гоминизации. Это видно на примере млекопитающих, геном которых
существенно превосходит по объему геном всех предшествующих живых форм. Таким
образом, генетическая информация, как и экстрагенетическая, играет свою важную
роль в магистрализации, хотя эта роль постоянно уменьшается по сравнению со
значениемприжизненного опыта.
Прогрессирующее развитие мозга обеспечило совершенствование "рассудочного
поведения", в котором все большую роль стало играть накопление и использование
индивидуального опыта, обучение. Этот ведущий ароморфоз магистрали биосферы
особенно ярко проявился в возникновении таких классов, как птицы и
млекопитающие. У млекопитающих он сопровождался также другими важными
ароморфозами. Весь комплекс новых особенностей этих животных совершенно очевидно
направлен на автономизацию и универсализацию , что свидетельствует о
приобретении им жизненно важной роли , и о четко выраженной направленности на
него сил естественного отбора. Возникновение класса млекопитающих было
решительным шагом в направлении универсальной адаптации и создания значительного
потенциала предпосылок антропогенеза. Становление в перспективе такого таксона
как Человек с этого момента можно считать необходимым и предсказуемым. Об этом
уже можно определенно судить по направлению естественного отбора. Необходимость
антропогенеза в общих чертах прослеживается уже у начала магистрали в биосфере,
но еще в нечеткой форме, но на высоких уровнях прогрессивного развития живого
мира такой финал представляется уже неизбежным. Этот феномен получил в наших
предыдущих работах наименование принципа возрастания необходимости гоминизации
(Зубов, 1985). Человек возникает в биосфере как закономерное, необходимое
эволюционное звено, а антропогенез является неотъемлемой частью восходящей
магистрали развития мира .
Приближение того или иного процесса развития к ретроспективно прослеживаемой
восходящей линии ароморфозов универсального значения и усиление комплекса
особенностей, свойственных этой линии ("очищение арогенеза") мы называем
"магистрализацией" , а отход от этого направления в силу рассеивания
эволюционного потенциала универсализации и автономии - "демагистрализацией" .
"Конструируя" магистраль как условную восходящую линию развития, из отдельных,
не обязательно связанных между собою генетически отрезков ароморфного прогресса,
мы, конечно, не забываем, что это - не непрерывная линия, а геометрическое место
"точек", отражающих моменты крупных качественных сдвигов универсального
значения, вносящих необратимый вклад в движение живых систем в сторону
становления Разума, то есть, в конечном счете, выводящих организацию живой
материи за пределы биологического уровня в область неограниченного прогресса..
Когда мы говорим о "нацеленности" и "направленности" магистральной эволюции,
имеется в виду не фатальная предопределенность процесса в деталях, а
предсказуемость наиболее вероятных состояний развивающихся систем в пределах
всей биосферы в силу постепенного выявления преимуществ магистральных форм в
процессе "эволюции эволюции" (термин А.Шелла, употреблявшийся также И.И.
Шмальгаузеном, К.М. Завадским и Э.И. Колчинским) (Завадский, Колчинский, 1977),
то есть конкуренции и отбора моделей развития , определяющей наиболее
эффективное направление. Биологи Б.М. Медников и В.В. Меншуткин (Медников, 1982)
поставили интересный эксперимент, смоделировав на ЭВМ процессы макроэволюции
членистоногих и хордовых. В качестве исходных данных для хордовых в ЭВМ была
заложена информация, описывающая существо типа ланцетника. Действуя по принципу
отбора наиболее адаптационно-эффективных форм, машина выдавала эволюционный ряд
существ, демонстрируя широкую панораму изменений ароморфного и алломорфного
характера. При этом чрезвычайно важно, что в эволюционном древе,
сконструированном машиной, стихийно выделилась линия, ведущая к существу с
чрезвычайно высокоразвитой нервной системой и освобожденной парой конечностей. И
все это при условии, что прогрессивные и регрессивные изменения при машинном
моделировании считались равноценными и равновероятными, то есть в программу не
было заложено "глупое ламарковское стремление к прогрессу" (по выражению
Дарвина). При повторении эксперимента с некоторой модификацией условий
получались значительные изменения в различных звеньях эволюции, то есть в
деталях вся система линий развития оказалась непредсказуемой, однако вывод о
предсказуемости магистрального направления на Разум во всех вариантах опыта
оставался неизменным. Экспериментальное моделирование показало также
относительно малую зависимость эволюционных процессов от абиотических факторов,
то есть известную автономию всей внутренней динамики древа жизни при жесткой
взаимозависимости всех макросистем биосферы. Таким образом, магистраль развития
порождается всей биосферой и является для последней необходимым стержневым и
итоговым процессом, в силу того, что магистральные показатели организации дают
формам абсолютные преимущества в борьбе за выживание и рано или поздно
подхватываются естественным отбором. Хаотическая на первый взгляд картина отбора
локальных форм адаптации и борьбы за выживание постепенно выливается в
глобальную конкуренцию моделей развития, среди которых, в конечном итоге,
выделяется магистральное направление на церебрализацию, универсализацию,
освобождение от гегемонии среды, прогресс элементарного рассудочного поведения,
порождающий человеческий интеллект со способностью к целесообразному
моделированию материальных объектов и абстрактных образов, то есть к Разуму - в
самом обобщенном смысле, вне связи с конкретным его "земным" проявлением -
Человеком. Так сумма "случайностей" порождает необходимость. Можно предположить,
что феномен магистрального прогресса как пути выхода из "колыбели" (по выражению
К.Э. Циолковского) в безграничный космос, универсален для всей Вселенной, какие
бы внешние формы ни приобретали живые существа - носители Разума.
"Магистральная точка" и "абсолютный оптимум"
Изображенная на плоскости линия магистрального прогресса выглядела бы как
геометрическое место точек, обозначающих узловые ароморфозы. При этом каждая
точка будет изображать форму (таксон), обладающую достаточным эволюционным
потенциалом для восхождения на новую, более высокую ступень универсализации и
имеющую (точнее имевшую) реальную возможность для такого восхождения.
Магистральная "точка" - совсем не обязательно является наиболее продвинутой на
данный момент системой, но наиболее перспективной по параметрам абсолютного
прогресса . Однолинейность магистрали на чертеже чисто условна и призвана
символизировать необходимый и непрерывный характер абсолютного прогресса по
отношению ко всей биосфере, причем эта линия для наглядности сводится к
траектории одной точки. Такое упрощение отражает смысл стержневого процесса
эволюции эволюции. На деле преемственность общего восходящего прогресса может
прерываться в одном месте и воспроизводиться в другом.
Если продолжить принятую символику, нужно будет отметить важную особенность
траектории магистральной "точки": она всегда уклоняется от зон условного
пространства, в которых имеет место адаптационный оптимум (гармония) отношений
со средой, то есть от состояния равновесия . Биологический смысл этого феномена
в том, что каждый такой локальный оптимум грозит эволюционным застоем и
специализацией, так что достигнуть его могут лишь линии аллогенеза и катагенеза,
обреченные на постоянное или временное уменьшение шансов на качественное
повышение общего уровня организации. Прогресс систем на этих линиях состоит как
раз в достижении гармонии со средой на данный момент времени и в данном месте
пространства. В плане системогенеза это означает постоянное снижения
упорядоченности вплоть до достижения полного "беспорядка" и наиболее вероятного
состояния, то есть гибели системы . Траектория магистральной "точки" "в обход
локальных оптимумов" является необходимым условием неограниченности развития в
пространстве и во времени. Поскольку магистральный прогресс изображается здесь
траекторией некоторой точки в ретроспективном плане, следует еще раз пояснить,
- дабы избежать обвинения в телеологическом подходе, - что, "избегание"
оптимумов отношения со средой в реальной действительности означает, что живая
система поднимается на более высокую ступень организации без значительных морфофизиологических
перестроек, отвечающих требованиям среды, но использует более
универсальные средства адаптации, в первую очередь более гибкие и пластичные
формы приспособительного поведения . Аллогенетический оптимум есть необратимая
подгонка к среде, выражающаяся в устойчивой комбинации структурных и
физиологических приспособлений, в точности отвечающих особенностям среды в
данном ее состоянии и потому дающих несомненную, но временную выгоду. "Обход
оптимумов", разумеется, - не осознанный выбор пути развития, но эффект
сохранения систем, оказавшихся на магистрали в силу своей внутренней
перспективной организации и победивших за счет ее преимуществ. "Понятие оптимума
требует, чтобы качество системы определялось одним единственным критерием,
какова бы ни была его природа" (Марков, 1982). В данном случае этим критерием
является выживание, сохранение . Но не наносит ли уход от оптимумов ущерб
самосохранению биосистемы? В этом случае рассматриваемая нами магистраль
неизбежно была бы уничтожена отбором в процессе эволюции эволюции, как линия, не
имеющая оптимума и не обеспечившая гармонию со средой. Но в том-то и суть, что
магистраль имеет свой оптимум, в сторону которого как бы направлены происходящие
на ней прогрессивные изменения универсального значения. Назовем его абсолютным
оптимумом , то есть гипотетическим состоянием гармонии с любыми средами, со всем
пространством-временем. Правомерен также термин эволюционный оптимум
(Л.П.Познанин, 1982), отражающий постоянное приспособление магистральной формы
к самому непрерывно ускоряющемуся эволюционному процессу , обеспечивающему
выживание.
Ясно, что практически абсолютный оптимум недостижим, но траектория
"магистральной точки" в описанной выше условной схеме, по самому ее смыслу,
являет картину постоянного асимптотического приближения к этому теоретически
мыслимому состоянию. Такая модель эволюции обеспечивает системе перспективную
адаптацию , возможность выживания при любых вероятных изменениях среды
(исключая, конечно, глобально катастрофические) и при перемещениях в другие
адаптивные ниши, другие среды. Идеальным финальным состоянием (термин взят из
работ Ю.Г.Маркова, 1982), "целью" любой биосистемы, любого вида, является
максимальное распространение (овладение пространством) при неограниченно долгом
сохранении генетической модели (овладение временем) . Постепенное приближение
"магистральной точки" в процессе конкуренции эволюционных линий к такому
состоянию, - что можно в общем свести к понятию универсализации, - означает
борьбу за пространство-время, и только в масштабе и координатах этой борьбы
можно понять сущность магистрального прогресса, а следовательно, и сущность
Разума, локальным, "земным" проявлением которого является Человек.
Критерии совершенства биосистем в эволюционном аспекте
Взгляд на человека как на "Венец Творения", получивший распространение еще в
эпоху Возрождения, в настоящее время нередко оспаривается и воспринимается с
иронией, в которой сквозит разочарование, порожденное многими фактами из области
истории общества и примерами из повседневной действительности. Судить об этом
необходимо с позиций строгой науки, не поддаваясь эмоциям, окрашивающим наши
представления о Человеке и Человечестве то в белые, то в че
...Поділитися у соцмережах
