Предисловие
Влияние достижений науки и техники на жизнь человека огромно. Еще в XIX веке в большинстве семей можно было ожидать смерти одного или нескольких детей от различных болезней. Сегодня же в Соединенных Штатах и других развитых странах дети умирают от болезней довольно редко. В повседневной жизни мы постоянно полагаемся на технологии, разработка которых стала возможной благодаря применению научных знаний и открытых наукой явлений. Компьютеры и мобильные телефоны, которыми мы пользуемся, машины и самолеты, на которых мы путешествуем, лекарства, которые мы принимаем, и значительная часть пищи, которую мы едим, появились у нас во многом благодаря достижениям науки. Результаты научных исследований позволили повысить уровень жизни, дали людям возможность попасть на орбиту Земли и на Луну, помогли нам по-новому взглянуть на самих себя и на Вселенную, в которой мы живем.
(‹‹‹ Свернуть предисловие)
Эволюционная биология была и остается одним из краеугольных камней современной науки. В этой небольшой книге приведены свидетельства того, какую важную роль понимание эволюции сыграло в благосостоянии людей, в частности в предотвращении болезней, создании новых сельскохозяйственных продуктов и появлении промышленных инноваций. В более отвлеченных терминах, эволюция является центральной концепцией биологии, основанной на изучении как древних форм жизни, так и родства и разнообразия современных организмов. Наблюдаемое в наши дни стремительное развитие биологических наук и медицины опирается на принципы, следующие из понимания эволюции. Это понимание было достигнуто и в результате исследований ископаемых остатков живых организмов, о которых мы узнаём все больше и больше, и, не в меньшей степени, благодаря приложению к изучению эволюции современных достижений молекулярной и классической биологии и других естественных наук и связанных с этими достижениями технологий. Разумеется, как и в любой другой развивающейся области науки, в эволюционной биологии остается много интригующих вопросов, пока не имеющих ответа, и в этой книге рассказано о некоторых таких вопросах, которые в настоящее время являются предметом активных научных исследований.
И тем не менее опросы общественного мнения по-прежнему говорят о том, что многие люди сомневаются в наших познаниях в области биологической эволюции. Кому-то из них доводилось слышать, что научные сведения об эволюции неполны, ошибочны или сомнительны. Кто-то скептически относится к представлению о том, что естественный процесс биологической эволюции мог привести к возникновению наблюдаемого нами немыслимого множества живых существ, от микроскопических бактерий до китов и гигантских деревьев, от простых губок, живущих на коралловых рифах, до людей, способных размышлять об истории жизни на нашей планете. Кто-то сомневается в том, что можно принимать эволюцию, не отказываясь от своих религиозных убеждений.
Данное пособие посвящено всем этим вопросам. Оно написано для того, чтобы предоставить сведения об эволюции тем, кто вовлечен в различные споры об этом предмете. В нем содержится информация о роли, которую эволюция играет в современной биологии, и о причинах, по которым лишь научные объяснения следует включать в курсы изучения наук в государственных школах. К потенциальным читателям книги относятся члены школьных советов, преподаватели научных дисциплин и другие деятели образования, политики, принимающие ответственные решения, юристы и любые другие члены общества, озабоченные тем, чтобы школьники и студенты получали качественное научное образование. Книга адресована широкой аудитории старшеклассников и студентов, а также взрослым, желающим лучше разобраться в доказательствах эволюции и в том, почему эволюция считается одновременно фактом и процессом, объясняющим происхождение разнообразных форм жизни на Земле.
Кроме того, исследование эволюции рассматривается в этом пособии в более широком контексте. Здесь дано определение термина «теория» в его научном понимании. Показано, как эволюционная теория отражает природу науки и чем она отличается от религии. Объясняется, почему подавляющее большинство членов научного сообщества признает эволюцию основанием современной биологии. Приведены примеры того, как отдельные ученые и религиозные организации объясняют, почему, с их точки зрения, эволюция и вера не противоречат друг другу. Разъясняется, почему ненаучные альтернативы эволюции, в частности креационизм (в том числе такая его разновидность, как концепция разумного замысла — intelligent design), не следует включать в программы естественно-научных дисциплин в государственных школах.
Книга «Происхождение жизни: наука и вера» представляет собой третье издание пособия, впервые выпущенного в 1984 году Национальной академией наук, независимым научным обществом, члены которого избирают в состав Академии новых членов за выдающиеся достижения в области тех или иных наук. В 1863 году Национальная академия получила от Конгресса мандат на консультации федерального правительства по вопросам науки и техники. Учитывая возрастающее значение эволюции в биологии, физике и медицине и в развитии здравоохранения, настоящее новое издание выпущено совместно Национальной академией наук и Институтом медицины. Институт медицины был основан в 1970 году как подразделение Национальной академии наук, задачей которого являются научные консультации по биомедицинским и медицинским вопросам, а также по проблемам здравоохранения.
Многие достижения были сделаны эволюционной биологией с тех пор, как вышли первые два издания этой книги. Новое издание включает существенные дополнения, касающиеся этих достижений. Непрерывное пополнение палеонтологической летописи ископаемыми формами жизни дает нам все новые и новые неоспоримые доказательства эволюции. Получены новые данные и новые результаты в области понимания структуры и функций молекул, из которых состоят живые организмы. В частности, была прочитана полная последовательность нуклеотидов ДНК человека. Секвенирование (чтение последовательности) ДНК стало эффективным орудием изучения генетического родства видов. Данные исследований ДНК подтвердили свидетельства, полученные посредством изучения ископаемых, и позволили исследовать эволюцию там, где в палеонтологической летописи по-прежнему остаются пробелы. Совершенно новая область науки, эволюционная биология развития, позволяет ученым изучать, как возникновение наследственных изменений на протяжении всей истории развития жизни видоизменяло формы и функции организмов. Изучение биологической эволюции — одна из наиболее активно развивающихся и перспективных областей во всей современной науке.
Не стоит на месте и полемика по вопросам, связанным с эволюцией, происходящая в обществе. В восьмидесятых годах XX века многие противники изучения эволюции в государственных школах поддерживали законопроект, согласно которому учителя биологии были бы обязаны преподавать «научный креационизм», утверждающий, что палеонтологическая летопись и геологическое строение нашей планеты совместимы с представлением о том, что Земля и все живущие на ней существа были созданы всего лишь несколько тысяч лет назад. Крупные судебные разбирательства, в том числе дело, слушавшееся в Верховном суде в 1987 году, привели к заключению, что «наука о сотворении» порождена религиозными убеждениями, а не научными исследованиями и что ее изучение в государственных школах недопустимо, поскольку равнозначно навязыванию школьникам определенных религиозных взглядов.
С тех пор противники эволюции избрали новые стратегии. Некоторые из них защищали теорию «разумного замысла», новую форму креационизма, основанную на утверждении, что живые существа слишком сложны, чтобы объяснять их формирование естественными процессами. В 2005 году на историческом судебном процесс в Дувре (штат Пенсильвания) был вынесен вердикт, согласно которому преподавание в государственных школах концепции «разумного замысла» противоречит конституции, все по той же причине — в связи с тем, что она основана на религиозных убеждениях, а не на научных данных.
Другие настаивали на том, чтобы обязать преподавателей научных дисциплин рассказывать школьникам о существующих разногласиях в вопросах, связанных с эволюцией. Но в научном сообществе нет разногласий по вопросу, имела ли место эволюция. Напротив, доказательства происхождения живых организмов посредством модификаций (если использовать дарвиновский термин) многочисленны и неоспоримы. За полтора века, отделяющие нас от Дарвина, ученые выяснили в мельчайших подробностях многие механизмы, лежащие в основе биологической изменчивости, наследственности и естественного отбора, и продемонстрировали, как эти механизмы ведут к биологическим изменениям, происходящим во времени. Ввиду огромного объема имеющихся свидетельств ученые относятся к эволюции как к одному из самых достоверных научных фактов. Кроме того, биологи уверены в справедливости своих представлений о механизмах, лежащих в основе эволюции.
Эта книга состоит из трех основных глав. Первая глава рассказывает вкратце о процессах эволюции, о природе науки и об отличиях науки и религии. Вторая глава повествует более подробно о множестве известных науке свидетельств эволюции, включающих данные таких разных дисциплин, как астрономия, палеонтология, сравнительная анатомия, молекулярная биология, генетика и антропология. Третья глава посвящена различным взглядам креационистов, в том числе сторонников «разумного замысла», а также научным и юридическим основаниям для отказа от преподавания креационистских воззрений в ходе изучения научных дисциплин в государственных школах. За основными главами следует раздел, содержащий ответы на ряд часто задаваемых вопросов. Приведенный в конце список рекомендуемой литературы включает работы, ссылки на которые есть в тексте пособия, а также другие публикации об эволюции, о природе науки и о религии.
Пособие «Происхождение жизни: наука и вера» наглядно показывает, что свидетельства об эволюции вполне совместимы с религиозной верой. Наука и религия представляют собой два разных способа понимания мира. Безосновательные попытки противопоставлять эти два способа друг другу мешают как науке, так и религии помогать человечеству в его стремлении к лучшему будущему.
|
|
|
| Ральф Чичероне, |
Харви Файнберг, |
Франсиско Айала, |
президент Национальной академии наук |
президент Института медицины США |
председатель авторской комиссии |
Предисловие к русскому изданию
Современная биология неотделима от теории эволюции. Как сказал один из крупнейших биологов-теоретиков XX века Феодосий Григорьевич Добржанский (1900–1975), «ничто в биологии не имеет смысла кроме как в свете эволюции». Так было озаглавлено его эссе, опубликованное в 1973 году, и сегодня эти слова стали еще актуальнее. Эволюционная теория придает смысл, логику и стройность всему гигантскому массиву знаний, накопленных биологией.
(‹‹‹ Свернуть предисловие к русскому изданию)
Имеющиеся свидетельства эволюции настолько всеобъемлющи, что в рамках современной науки невозможно отрицать реальность миллиардов лет развития жизни на Земле и важнейшую роль естественного отбора в этом процессе. Тем не менее именно это и пытаются делать креационисты — люди, считающие эволюционную теорию несовместимой со своими религиозными убеждениями, касающимися сотворения мира, жизни и человека. Свои взгляды они нередко называют «альтернативной научной теорией», а теорию эволюции объявляют лжеучением, враждебным религии и морали, и источником чуть ли не всех бед современного человечества.
В альтернативных научных теориях нет ничего плохого — если это действительно научные теории. Но креационизм лежит вне науки. Он объясняет природные явления действием сверхъестественных сил, принципиально не подлежащим научной проверке. При этом креационисты так и не предложили ни одного научного аргумента, который поставил бы под сомнение реальность эволюции или одного из важнейших ее механизмов — естественного отбора. Так называемая «креационная наука» (она же «наука о сотворении мира») в действительности представляет собой лишь разновидность воинствующего невежества.
Все это понятно профессиональным ученым, но, увы, отнюдь не всегда понятно людям, далеким от науки. Многих из них привлекают идеи креационизма. Распространению этих идей способствует целый ряд причин. Настоящая наука сложна, и для освоения ее достижений нужно приложить определенные усилия. Представления об эволюции, подобно другим научным представлениям (например, о вращении Земли вокруг Солнца или о том, что электрон сочетает в себе свойства волны и частицы), совсем не очевидны, если исходить лишь из повседневного опыта. Далеко не у всех людей есть время и желание вникать в те факты и умозаключения, которые лежат в основе эволюционной теории. Кроме того, многих смущает наше происхождение от обезьян, давно доказанное учеными.
Креационизм избавляет своих сторонников от «бремени» родства с обезьянами. Предлагаемые креационистами картины происхождения мира и человека хотя и далеки от повседневности, но их усвоение не требует больших усилий. При этом креационисты во многом апеллируют к инфантильным чертам человеческой психики, например к склонности приписывать некую изначальную цель всем окружающим предметам. Мир, в который они зовут, подобен миру маленького ребенка, где тучи существуют, чтобы шел дождик, а львы — чтобы смотреть на них в зоопарке. В этом мире нет места для настоящих научных знаний об эволюции жизни на Земле. Креационисты объявляют эти знания ложными, вредными и даже ненаучными.
Мировое научное сообщество обеспокоено усилившейся в последние годы пропагандой креационизма. Противостоять этой пропаганде может лишь популяризация достижений биологии и других естественных наук. Но в наши дни даже профессиональному ученому бывает нелегко ориентироваться в потоке новых фактов, открытий и концепций. А для того, чтобы доходчиво, увлекательно и вместе с тем грамотно рассказать о современной теории эволюции, необходимы не только знания, но и талант популяризатора.
Книга «Происхождение жизни: наука и вера» подготовлена большим коллективом специалистов, многие из которых известны и своими достижениями в науке, и успехами в области популяризации научных знаний. Трое из них хорошо знакомы русскоязычным читателям, которые всерьез изучают или изучали биологию. Это Франсиско Айала, один из двух авторов учебника «Современная генетика» (известного среди студентов как «Айала и Кайгер» или просто «Айала»), Брюс Альбертс, первый автор учебника «Молекулярная биология клетки» (называемого «МБК» или «Альбертс») и Питер Рейвн, первый автор учебника «Современная ботаника» (Рейвн, Эверт и Айкхорн).
Эта книга — популярное пособие для всех, кто интересуется естественными науками, в том числе для школьников. Ее авторы простыми словами рассказывают о современной эволюционной биологии, а также о том, что такое наука и почему представления креационистов нельзя считать научными. Популярная форма изложения неизбежно сопряжена с упрощением сложных понятий, поэтому книга не претендует на роль справочника по теории эволюции. Она предназначена лишь для первоначального знакомства с основами эволюционной биологии.
Креационисты нередко пытаются убедить людей в том, что в современной науке существуют принципиальные разногласия относительно биологической эволюции. Определенные разногласия действительно есть. Они есть в любой области науки, и для науки это нормально. Но сам факт эволюции уже давно перестал быть предметом научных споров. Не вызывает сомнений и существование ряда известных механизмов эволюции, в частности естественного отбора, открытие которого в середине XIX века и положило начало эволюционной теории. Мало кто из грамотных биологов сомневается в том, что известные на сегодня механизмы существуют и играют в эволюции большую роль. Основы эволюционной биологии вовсе не являются объектом серьезных научных разногласий.
Очень важно, что книга «Происхождение жизни: наука и вера» призывает к примирению религиозных людей с наукой. Среди ученых, в том числе и биологов, есть как атеисты и агностики, так и люди глубоко верующие. В свою очередь, многие верующие, в том числе богословы, принимают выводы эволюционной биологии и не считают их противоречащими своей вере.
И многие ученые, и многие богословы считают, что наука и религия вовсе не обречены на конфликт, поскольку их предметы лежат в разных областях. Естественные науки изучают природные объекты и только их. Научный метод не позволяет изучать сверхъестественное. Поэтому в рамках науки, к примеру, нельзя ни доказать, ни опровергнуть существование Бога (равно как и множество других принципиально непроверяемых идей). Религия же обращена именно к внеприродным сферам, а явления природы интересны в рамках религии лишь постольку, поскольку в них можно усмотреть проявления сверхъестественных, трансцендентных планов бытия.
К сожалению, отношения науки и религии не так безоблачны, как многим из нас хотелось бы. По-видимому, это связано прежде всего с тем, что научные данные бывает очень непросто соотнести со священными текстами об истории сотворения мира, жизни и человека. Как, например, примирить религиозное представление о том, что смерть пришла в мир в результате грехопадения первого человека, с палеонтологическими свидетельствами об организмах, вымерших задолго до появления людей? Но важно помнить, что Библия и другие священные книги — это не труды по естествознанию. В отличие от научных статей, они не всегда предполагают буквальное прочтение. В некоторых случаях буквальное прочтение просто невозможно, потому что описания одних и тех же событий в разных частях Библии (в том числе в разных главах Книги Бытия) различаются во многих деталях. Перед богословами стоит много непростых задач, касающихся трактовки священных текстов и согласования религиозных представлений с научными знаниями.
Осмыслению эволюционной проблематики с позиций православного вероучения посвящены труды протоиерея Александра Меня, протоиерея Глеба Каледы, священника Антония Лакирева, диакона Андрея Кураева и некоторых других авторов. Эти богословы относятся к науке с уважением и стремятся примирить с ней религию. Креационисты идут по другому пути. Вместо серьезной богословской интерпретации научных данных они призывают отвергнуть эти данные, объявив их плодами обмана и заблуждений.
Но идти против науки в наши дни, когда ее достижения проникают во все сферы жизни, довольно сложно. Стоит ли отвергать научные знания на том основании, что они кажутся противоречащими религии? История знает немало примеров достижений науки, которые когда-то казались противоречащими религии, но сегодня признаны почти всеми богословами. Когда-то считалось, что рай находится на облаках, а ад — глубоко под землей. Представление о вращении Земли вокруг Солнца когда-то казалось богохульством, противоречащим библейскому свидетельству о том, что Солнце было сотворено позже Земли и что оно однажды (во время битвы, описанной в Книге Иисуса Навина) остановилось на небе. Благодаря достижениям науки, которые стали всеобщим достоянием, в наши дни уже мало кто утверждает, что рай находится на облаках и что Солнце и планеты вращаются вокруг Земли. Но едва ли эти примеры должны давать верующему человеку повод для огорчений, ведь научные открытия делаются с помощью разума, который, как учит религия, дарован человеку Богом.
Книга «Происхождение жизни: наука и вера» была написана для американской аудитории, но она, безусловно, будет полезна и для читателей из России и других стран, где знают русский язык.
Противостояние креационистов и эволюционистов в России, особенно споры о преподавании теории эволюции в школе, отчасти напоминает ситуацию в Соединенных Штатах. Показателен первый и пока единственный в России судебный процесс о преподавании эволюции в школе — недавнее дело по иску к Министерству образования РФ и Комитету по образованию Санкт-Петербурга против «безальтернативного навязывания теории Дарвина» в школьном курсе биологии. Этот процесс, как и ряд подобных процессов в США, завершился победой сторонников научного подхода. Суд, в соответствии с Конституцией, провозглашающей светский характер нашего государства, отказал в удовлетворении иска. Однако истцы и их сторонники привлекли к себе всеобщее внимание и тем самым поспособствовали популяризации идей креационизма в нашей стране. Чтобы эти идеи не вводили людей в заблуждение, и нужны книги, подобный той, которую вы держите в руках.
Адекватное восприятие теории эволюции в современной России во многом затруднено тем ореолом, который был создан в советское время вокруг Дарвина, основателя эволюционной биологии. Из-за того что советские идеологи включили Дарвина в свой пантеон, его имя и труды стали ассоциироваться с марксистско-ленинской идеологией советских времен и с насаждаемым советским государством атеизмом. Поэтому сегодня очень важно отделять теорию эволюции, начало которой было положено Дарвином, от того идеологического шлейфа, который тянется за ней в массовом сознании. Дарвин (в отличие, например, от Маркса) не был общественным деятелем, и его главные труды посвящены не политике и не религии, а естествознанию. Ни Дарвин, ни современная эволюционная теория нисколько не виноваты в том, что советские идеологи, вслед за классиками марксизма-ленинизма, включили учение Дарвина в каноны своей идеологии.
Большинство креационистов в России — православные христиане. При этом Русская православная церковь сегодня не имеет официальной позиции по вопросу об эволюции. Среди православных христиан, в том числе священнослужителей, много креационистов, но немало и эволюционистов. И наоборот, среди ученых, которые внесли свой вклад в развитие эволюционной теории, были и есть православные христиане. В частности, православие исповедовал и упомянутый выше Ф. Г. Добржанский. В свою очередь, его ученик Франсиско Айала, возглавивший авторский коллектив книги «Происхождение жизни: наука и вера», исповедует католицизм и даже имеет богословское образование.
Креационисты есть не только среди христиан, но и среди приверженцев ислама, иудаизма, индуизма и многих других религий. Часто это очень разные варианты креационизма, ведь даже представление о едином Боге-Создателе есть не во всех религиях. Священные тексты по-разному описывают историю сотворения или возникновения мира и человека. Однако наука на всех одна. Как примирить научные данные с религиозными убеждениями — непростой вопрос, на который нет единственного устраивающего всех ответа. Но ответ на него должны искать богословы — и должен искать лично для себя каждый верующий. Дело ученых и работников светской системы образования — способствовать тому, чтобы наука развивалась, а ее достижения становились всеобщим достоянием.
Быть может, когда-нибудь споры креационистов с эволюционистами уйдут в прошлое, и представления о том, что возраст Земли составляет несколько тысяч лет или что естественный отбор не может быть причиной эволюционных изменений, будут восприниматься как исторические диковинки вроде воззрения, что Земля плоская и лежит на трех китах. Но для этого нужно добиться намного лучшего знакомства всех и каждого с достижениями науки. Мы надеемся, что издание в России книги «Происхождение жизни: наука и вера» поможет этому большому и непростому делу.
- П. Н. Петров, кандидат биологических наук, переводчик книги
- А. В. Марков, доктор биологических наук
- А. А. Оскольский, кандидат биологических наук
- Н. М. Борисов, доктор технических наук, кандидат физико-математических наук
- А. М. Гиляров, доктор биологических наук, профессор
- К. Ю. Еськов, кандидат биологических наук
- А. Ю. Журавлев, доктор биологических наук
- А. Б. Шипунов, кандидат биологических наук
Благодарности
Работа над пособием «Происхождение жизни: наука и вера» получила финансовую поддержку от Совета Национальной академии наук и от фонда Кристиана Джонсона (Christian A. Johnson Endeavor Foundation) в Нью-Йорке.
(‹‹‹ Свернуть благодарности)
Представители тех категорий читателей, для которых предназначена эта книга, рецензировали ее прежде, чем она была направлена основным рецензентам. Около 30 научных обществ из Вашингтона (округ Колумбия) и его окрестностей, Президентское предприятие круговых коммуникаций Национальных академий, Совет Национальной академии наук, Институт биотехнологии в Арлингтоне (штат Вирджиния) и пожертвования, сделанные для Национальной академии наук отдельными дарителями, помогли использовать в работе над книгой отклики потенциальных читателей.
Формальное рецензирование предварительного варианта книги было выполнено специалистами, подобранными таким образом, чтобы отразить различные точки зрения в соответствии с процедурой, одобренной Советом Национальной академии наук. Целью независимого рецензирования было обеспечение непредвзятых замечаний, которые позволили бы Академии сделать это пособие как можно более качественным. В интересах защиты общего вклада в работу над пособием сохраняется конфиденциальность комментариев рецензентов и черновых вариантов рукописи. За рецензирование данного пособия мы благодарны следующим специалистам:
Констанс Бертка (Constance Bertka), директор программы «Диалог о науке, этике и религии» (Dialog on Science, Ethics, and Religion) Американской ассоциации содействия развитию науки (American Association for the Advancement of Science)
Дональд Бервик (Donald M. Berwick), президент и генеральный директор Института развития здравоохранения (Institute for Healthcare Improvement)
Джон Брауман (John I. Brauman), профессор химического факультета Стэнфордского университета (J. G. Jackson–C. J. Wood Professor, Department of Chemistry, Stanford University)
Джерри Голлаб (Jerry P. Gollub), профессор естествознания и профессор физики, Хаверфордский колледж (J. B. B. Professor in the Natural Sciences and Professor of Physics, Haverford College)
Сьюзан Готтесман (Susan Gottesman), заведующая секцией биохимической генетики лаборатории молекулярной биологии Национального института рака Национальных институтов здравоохранения (Biochemical Genetics Section, Laboratory of Molecular Biology, National Cancer Institute, National Institutes of Health)
Маргарет Кивелсон (Margaret G. Kivelson), профессор астрофизики факультета астрофизики и геологии и Института геофизики и физики планет Университета Калифорнии (Distinguished Professor of Space Physics, Department of Earth and Space Sciences and Institute of Geophysics and Planetary Physics, University of California)
Джеффри Коплан (Jeffrey P. Koplan), вице-президент по академическому здравоохранению Университета Эмори (Vice-President for Academic Health Affairs, Emory University)
Алан Лешнер (Alan I. Leshner), генеральный директор и исполнительный издатель журнала Science Американской ассоциации содействия развитию науки Шэрон Лонг (Sharon R. Long), профессор факультета биологических наук Стэнфордского университета (Steere-Pfizer Professor, Department of Biological Sciences, Stanford University)
Бернард Лоу (Bernard Lo), профессор медицины и директор программы по медицинской этике Университета Калифорнии, Сан-Франциско
Джойс Маркус (Joyce Marcus), профессор антропологии Музея антропологии Университета Мичигана (Robert L. Carneiro Distinguished University Professor of Anthropology, Museum of Anthropology, University of Michigan)
Эллиот Мейеровиц (Elliot M. Meyerowitz), профессор и председатель отдела биологии Калифорнийского технологического института (George W. Beadle Professor and Chair, Division of Biology, California Institute of Technology)
Элизабет Набель (Elizabeth G. Nabel), директор Национального института сердца, легких и крови Национальных институтов здравоохранения (National Heart, Lung and Blood Institute, National Institutes of Health)
Мэтью Нисбет (Matthew C. Nisbet), профессор коммуникаций Школы коммуникаций Американского университета (Professor of Communications, School of Communication, American University)
Гордон Орианс (Gordon H. Orians), заслуженный профессор биологического факультета Университета Вашингтона (Department of Biology, University of Washington)
Филип Пиццо (Philip A. Pizzo), декан, профессор педиатрии, профессор микробиологии и иммунологии Школы медицины Стэнфордского университета (Dean, Carl and Elizabeth Naumann Professor of Pediatrics and of Microbiology and Immunology, Stanford University School of Medicine)
Дэвид Поликански (David J. Policansky), стипендиат Комиссии по исследованиям окружающей среды и токсикологии Национального исследовательского совета (Scholar, Board on Environmental Studies and Toxicology, National Research Council)
Стэнли Прузинер (Stanley B. Prusiner), профессор нейробиологии и директор Института нейродегенеративных болезней Университета Калифорнии (Professor of Neurology and Director, Institute for Neurodegenerative Diseases, University of California), Сан-Франциско
Стивен Райан (Stephen J. Ryan), президент Института глаза Доэни (Doheny Eye Institute)
Юджини Скотт (Eugenie C. Scott), исполнительный директор Национального центра научного образования (National Center for Science Education, Inc.), Окленд, Калифорния
Джудит Скотчмур (Judith G. Scotchmoor), директор образовательных и общественных программ Палеонтологического музея Университета Калифорнии (Education and Public Programs, University of California Museum of Paleontology), Беркли
Джон Стейвер (John R. Staver), профессор и содиректор Центра исследований и связей естественных наук и математики Университета Пердью (Professor and Co-Director, Center for Research and Engagement in Science and Mathematics, Purdue University)
Джудит Суэйн (Judith L. Swain), профессор медицины Национального университета Сингапура и исполнительный директор-основатель Сингапурского института клинических исследований (Lien Ying Chow Professor of Medicine, National University of Singapore and Founding Executive Director of Singapore Institute of Clinical Sciences) и приглашенный профессор медицины Университета Калифорнии (Adjunct Professor of Medicine, University of California), Сан-Диего
Харви Файнберг (Harvey V. Fineberg), президент Института медицины (Institute of Medicine)
Вики Чэндлер (Vicki L. Chandler), директор института BIO5 Университета Аризоны (BIO5 Institute, University of Arizona)
Эдвард Шортлифф (Edward H. Shortliffe), декан Колледжа медицины Университета Аризоны (Dean of the Faculty, The University of Arizona College of Medicine), Финикс
Джойс Эплби (Joyce Appleby), заслуженный профессор факультета истории Университета Калифорнии (Department of History, University of California), Лос-Анджелес
Перечисленные выше рецензенты помогли работе над пособием, сделав множество конструктивных замечаний, но к ним не обращались за одобрением содержания пособия и они не видели окончательный вариант рукописи непосредственно перед опубликованием книги. Ответственность за окончательное содержание книги лежит полностью на авторах и на Советах Национальной академии наук и Института медицины.
|
На фото: Стая ржанкообразных птиц (© Photodisc)
|
Неоспоримых свидетельств биологической эволюции с каждым днем становится все больше.
Ученые уже больше полутора веков собирают свидетельства, благодаря которым наши знания о самом факте биологической эволюции и о процессах, лежащих в ее основе, неуклонно расширяются. Ученые изучают как эволюцию, происходившую в прошлом, так и ее продолжение, происходящее в наши дни.
К примеру, в 2004 году группа исследователей сделала следующее выдающееся открытие. На острове на крайнем севере Канады они обнаружили ископаемое более метра длиной, обладающее признаками, промежуточными между рыбой и четвероногим позвоночным. Это животное имело жабры, чешую и плавники и, по-видимому, проводило большую часть своей жизни в воде. Но оно также имело легкие и могло изгибать шею, а скелет плавников позволял конечностям поддерживать вес его тела даже на таких мелководьях, где совсем мало воды, или на суше.
Благодаря уже открытым на тот момент ископаемым растениям и животным науке было известно немало о среде, в которой обитало это существо. Около 375 миллионов лет назад то, что сейчас называется островом Элсмир (он входит в состав канадской территории Нунавут), было частью обширной равнины, пересеченной множеством извилистых рек. Берега этих рек были покрыты деревьями, папоротниками и другими древними растениями, что создавало подходящую среду для бактерий, грибов и примитивных животных, питавшихся разлагающейся растительностью. Ни одно крупное животное еще не обитало на суше, но океаны уже были населены множеством видов рыб. Некоторые виды рыб жили и в пресной воде рек и болот, питаясь там различными растениями и животными.
Палеонтологи и раньше находили ископаемые остатки таких мелководных рыб. Кости, лежащие в основании их плавников, были прочнее и сложнее устроены, чем у других рыб. По-видимому, это позволяло им пробираться через заросшие протоки. Кроме того, у них имелись не только жабры, но и слаборазвитые легкие. Палеонтологи также обнаружили, в несколько более поздних осадочных породах, остатки похожих на рыб животных, которые, вероятно, проводили часть жизни на суше. Их называют примитивными четвероногими за их передние и задние плавники, напоминающие слаборазвитые ноги. Обладали они и другими приспособлениями к жизни на суше. Однако открытие новой формы интересно не только тем, что это хорошо сохранившиеся скелетные остатки, но и тем, что ученые, исходя из эволюционных построений, предвидели, что именно они найдут.
Исследователи, обнаружившие новую находку, работали именно в этом районе на севере Канады, потому что знали из учебников, что там расположены осадочные породы, отлагавшиеся приблизительно 375 миллионов лет назад, как раз тогда, когда, согласно представлениям эволюционистов, мелководные рыбы должны были выйти на сушу. Чтобы добраться до места, исследователям приходилось лететь несколько часов на самолете и на вертолете, и каждое лето они могли проводить раскопки только в течение пары месяцев, пока не выпадал новый снег. На четвертое лето работы в поле им удалось найти именно то, что они ожидали найти. Из обнажения горной породы на склоне холма они извлекли ископаемые остатки организма, которому дали название «тиктаалик» (это слово означает большую пресноводную рыбу на языке эскимосов, живущих на севере Канады). Тиктаалик сохранил многие черты рыбы, но обладает также признаками, свойственными примитивным четвероногим. Что особенно важно, кости внутри его плавников включают дополнительный придаток, напоминающий вершину конечности четвероногого, который, вероятно, помогал животному двигаться и приподниматься на плавниках.
Результаты полуторавековых исследований эволюционистов говорят о том, что около 375 миллионов лет назад на Земле обитал древний вид, вышедший из водной среды, который стал предком земноводных, пресмыкающихся (рептилий), птиц и млекопитающих. Открытие тиктаалика убедительно подтверждает этот вывод. Ведь даже основные кости наших собственных рук и ног в целом соответствуют по общему строению и взаимному расположению основным костям конечностей тиктаалика.
Открытие этого древнего организма имеет большое значение для подтверждения предсказаний эволюционистов, но это лишь один из многих примеров. Каждый год наука обогащается множеством находок, расширяющих и углубляющих наши представления о биологической эволюции. Новые открытия, важные для эволюционной теории, приходят не только из палеонтологии, но и из физики, химии, астрономии и разных областей биологии. Эволюционная теория подтверждена таким количеством наблюдений и опытов, что подавляющее большинство ученых давно не сомневается в том, что биологическая эволюция имела место и что она продолжается по сей день. Вместо того чтобы решать этот уже решенный вопрос, современные ученые занимаются исследованием эволюционных процессов. Они убеждены, что будущее принесет еще немало свидетельств, подтверждающих основы наших представлений об эволюции, как это происходит уже более 150 лет.
Принцип биологической эволюции лежит в основе всей современной биологии.
Изучение биологической эволюции в корне изменило наши представления о жизни на нашей планете. Эволюция дает научное объяснение причин огромного разнообразия жизни на Земле и исторического родства всех населяющих Землю живых существ. Она показывает, почему некоторые организмы, внешне довольно разные, являются родственниками, а другие, сходные между собой, состоят лишь в отдаленном родстве. Она объясняет причины появления на Земле человека и раскрывает биологические связи нашего вида с другими живыми существами. Она позволяет узнать в подробностях, каким родством связаны друг с другом разные группы людей и как возникли свойственные человеческому виду признаки. Она позволяет разрабатывать новые эффективные способы защиты человека от непрерывно эволюционирующих болезнетворных бактерий и вирусов.
Биологическая эволюция представляет собой процесс изменения признаков организмов в ряду множества поколений. До появления в начале XX века науки о наследственности — генетики — биологи не имели представления о том, какие механизмы отвечают за передачу признаков от родителей к их потомству. Генетические исследования показали, что признаки организмов определяются молекулами ДНК, которые передаются из поколения в поколение. Эти молекулы включают участки, называемые генами, которые отвечают за синтез белков, необходимых для роста и работы живых клеток. Гены также руководят развитием оплодотворенной яйцеклетки в многоклеточный организм. Таким образом, ДНК отвечает за неразрывную связь строения и функций живых организмов в ряду поколений.
Однако потомство далеко не всегда во всем похоже на своих родителей. Большинству организмов любого вида, включая человека, свойственна наследственная изменчивость. У видов, размножающихся половым путем, каждый из двух родителей передает потомству лишь половину наследственной информации (полный набор потомок получает в результате слияния сперматозоида отца и яйцеклетки матери), и при этом ДНК обоих родителей достается детям в разных новых сочетаниях. Кроме того, ДНК может меняться. Такие изменения называют мутациями. Они передаются из поколения в поколение, как у организмов, размножающихся половым путем, так и у тех, кому свойственно бесполое размножение (например, у бактерий).
Возникновение мутации в ДНК организма может приводить к разным последствиям. Мутация может вызвать изменение того или иного признака, вредное для организма, снижая его шансы выжить или оставить потомство по сравнению с другими организмами из его популяции. Но мутация может и никак не сказаться на жизнеспособности или репродуктивности (способности к размножению) организма. Наконец, мутация может привести к формированию признака, который позволит организму успешнее пользоваться ресурсами среды, тем самым повышая его способность выжить и произвести потомство. Например, у рыбы может произойти мутация, немного видоизменяющая строение ее плавников, что позволит ей легче передвигаться на мелководье (как это произошло у предков тиктаалика), у насекомого может слегка измениться окраска, благодаря чему оно станет менее заметным для хищников, у мушки — узор на крыльях или характер поведения при ухаживании, что позволит ей успешнее привлекать партнеров.
Если мутация повышает жизнеспособность организма, то он с большой вероятностью оставит больше потомства, чем другие организмы его популяции. Если мутация передастся его потомству, то число организмов, обладающих признаком, который дает преимущество перед другими, будет из поколения в поколение увеличиваться. Таким образом этот признак и содержащийся в ДНК наследственный материал, отвечающий за него, будет распространяться в пределах данной популяции. Напротив, организмы, обладающие вредными мутациями, с меньшей вероятностью передадут свою ДНК будущим поколениям, и признак, определяемый этой мутацией, будет встречаться реже и может совсем исчезнуть из популяции. Эволюция состоит из изменений наследуемых признаков в популяциях организмов в ряду сменяющих друг друга поколений. Эволюционируют популяции, а не отдельные организмы.
Процесс, суть которого состоит в неравном репродуктивном успехе организмов, обладающих полезными и вредными признаками, получил название естественного отбора, потому что в ходе этого процесса естественным путем отбираются признаки, повышающие способность организмов выжить и оставить потомство. Естественный отбор может также, в свою очередь, сокращать встречаемость признаков, которые уменьшают способность выжить и оставить потомство. Искусственный отбор представляет собой похожий процесс, но при таком отборе люди, а не среда обитания отбирают желательные признаки, намеренно размножая тех животных или те растения, которые ими обладают. Искусственный отбор лежит в основе создания всех форм домашних животных (например, пород собак, кошек и лошадей) и культурных растений (роз, тюльпанов, зерновых).
Эволюция и медицина: борьба с новыми инфекциями
В конце 2002 года несколько сот человек в Китае слегли с тяжелой формой пневмонии (воспаления легких), вызванной неизвестным возбудителем. Эта болезнь получила название «атипичная пневмония». Вскоре она проникла во Вьетнам, Гонконг и Канаду и привела к гибели сотен людей. В марте 2003 года группа исследователей из Университета Калифорнии в Сан-Франциско получила образцы вирусов, выделенных из тканей больного атипичной пневмонией. Используя новейший метод ДНК-микрочипов, исследователи в течение 24 часов установили, что возбудитель этой болезни является ранее неизвестным представителем одного известного семейства вирусов. Незамедлительно были начаты анализы крови, с помощью которых можно было выявить носителей этого вируса, а также поиски средств лечения этой болезни и вакцины, чтобы предотвращать заражение.
Знания об эволюции возбудителей болезней сыграли ключевую роль в определении возбудителя атипичной пневмонии. Сходство генетического материала этого вируса с генетическим материалом других вирусов из того же семейства связано с тем, что они произошли от общего предка. Кроме того, сведения об эволюции вируса атипичной пневмонии послужили для ученых важным источником информации о самой болезни, в том числе о путях ее распространения. Представления об эволюционном происхождении возбудителей болезней человека будут неизбежно играть огромную роль в будущем, когда людям придется столкнуться с новыми, более опасными формами возбудителей, которые будут возникать в ходе эволюции из тех болезнетворных бактерий и вирусов, что существуют сегодня.
Эволюция и сельское хозяйство: одомашнивание пшеницы
Разобравшись в каком-либо природном явлении, люди нередко могут научиться управлять этим явлением или приспособить его так, чтобы оно приносило больше пользы. Наглядным примером тому служит одомашнивание пшеницы. Добывая пшеничные зерна в ходе археологических раскопок и исследуя изменения, которые происходили с различными свойствами этих семян на протяжении веков, ученые смогли проследить процесс изменения пшеницы в ходе истории ее культивирования. Около 11 тысяч лет назад жители Ближнего Востока начали выращивать растения, чтобы употреблять их в пищу. Древние земледельцы сохраняли семена растений, которые обладали особенно ценными признаками, и сеяли эти семена в следующий сезон. Процесс искусственного отбора привел к созданию разновидностей зерновых, свойства которых особенно хорошо подходят для сельского хозяйства. Например, многие поколения земледельцев видоизменяли признаки дикой пшеницы так, чтобы зрелые семена не опадали и вместе с тем легко отделялись от шелухи. В течение нескольких последующих тысячелетий люди по всему миру использовали сходные эволюционные процессы для преобразования многих других диких растений в используемые нами культурные, а диких животных — в известных нам домашних. В последние годы селекционеры научились получать гибриды пшеницы и некоторых ее диких родственников с Ближнего Востока и из других районов. На основе этих гибридов они выводили сорта пшеницы, все более и более устойчивые к засухе, жаре и сельскохозяйственным вредителям. В последние годы молекулярные биологи научились определять гены тех или иных культурных растений, ответственные за их полезные признаки, и внедрять эти гены в другие сельскохозяйственные культуры. В основе этих достижений лежат полученные наукой представления об эволюции, позволяющие исследовать степень родства растений и находить признаки, которые могут быть использованы для улучшения выращиваемых нами сельскохозяйственных культур.
Эволюция может происходить за счет как малых, так и больших изменений в популяциях живых организмов.
Исследователи эволюции открыли немало примеров структур, биохимических процессов, путей обмена веществ и форм поведения, очень слабо изменчивых в пределах видов и между видами. Некоторые виды не претерпели почти никаких явных изменений в строении тела за многие миллионы лет. Что касается ДНК, то и здесь некоторые гены, контролирующие ход тех или иных биохимических или химических реакций, жизненно важных для работы клеток, мало чем отличаются у многих видов, состоящих в довольно далеком родстве. (См., например, последовательности нуклеотидов двух разных генов, сходные как у близких видов, так и у далеких.
Однако естественный отбор может приводить к эволюционным событиям совершенно разного масштаба за разные промежутки времени. Смена всего нескольких поколений (а в некоторых известных науке случаях — лишь одного поколения) может привести к сравнительно небольшим микроэволюционным изменениям организмов. Например, многие болезнетворные бактерии вырабатывают в ходе эволюции повышенную устойчивость к антибиотикам. Если у бактерии произойдет мутация, увеличивающая ее способность противостоять действию антибиотика, такая бактерия может выжить и произвести множество потомков, в то время как другие бактерии, лишенные такой мутации, погибнут. Приобретение устойчивости к новым и новым антибиотикам бактериями, вызывающими туберкулез, менингит, стафилококковые и венерические заболевания, а также многие другие болезни, составляет одну из серьезнейших проблем медицины и здравоохранения.
Другой пример микроэволюционных изменений касается исследований рыбок гуппи, обитающих в бассейне реки Арипо на острове Тринидад. Живущих в реке гуппи поедают крупные виды рыб, которые питаются и мальками и взрослыми, а на тех гуппи, что живут в маленьких притоках реки Арипо, могут нападать только мелкие рыбы, питающиеся по большей части молодыми мальками. Гуппи, живущие в реке, растут быстрее, имеют меньший размер и оставляют больше потомства, тоже меньшего размера, чем гуппи, живущие в притоках, потому что в реке такие признаки позволяют успешнее избегать хищников. Когда гуппи, отловленных в реке, вселили в один из притоков, где раньше не было популяции этого вида, то у них примерно за 20 поколений развились признаки, сходные с признаками других живущих в притоках гуппи.
Накапливающиеся эволюционные изменения могут, обычно за очень длительные промежутки времени, привести к появлению новых форм организмов, в том числе новых видов. Новые виды обычно образуются, когда представители одной подгруппы в пределах вида в течение продолжительного времени не скрещиваются с особями, не относящимися к этой подгруппе. Например, эта подгруппа может оказаться изолированной от остальных особей своего вида географически или в результате перехода к новому способу потребления ресурсов. Из-за того что представители подгруппы скрещиваются только между собой (репродуктивно изолированы от остальных), у них накапливаются генетические отличия от остальных особей этого вида. Если такая изоляция сохраняется достаточно долго, то представители этой подгруппы могут утратить склонность скрещиваться с теми особями, от которых они были долгое время изолированы. В конечном итоге генетические изменения станут столь существенны, что представители разных подгрупп совсем утратят способность производить плодовитое потомство, даже если скрестятся между собой. Таким образом, новые виды могут неоднократно «отпочковываться» от некоего давно существующего вида.
Череда видообразований может за долгое время привести к возникновению организмов, сильно отличающихся от своих предков. Хотя каждый новый вид похож на тот вид, от которого он происходит, последовательно возникающие новые виды могут отходить от предковой формы все дальше и дальше. Такое удаление от предковой формы (так называемая дивергенция) происходит особенно интенсивно, если эволюционные изменения позволяют группе организмов занять новое место обитания или перейти к новому способу потребления ресурсов.
Возьмем, к примеру, непрерывно продолжавшуюся эволюцию позвоночных после их выхода на сушу. По мере того как возникали новые растения и покрывали собой Землю, четвероногие позвоночные тоже менялись, приобретая свойства, которые позволяли им успешно существовать в новых условиях. Первые наземные позвоночные были земноводными (амфибиями). Они проводили часть жизни на суше, но продолжали возвращаться в воду, чтобы отложить яйца. Около 340 миллионов лет назад в ходе эволюции возникли яйца, заключенные в твердую или кожистую скорлупу и содержащие зародышевые оболочки — дополнительные мембраны, помогающие зародышу выжить в сухой среде. Такие яйца стали одним из важнейших достижений эволюции пресмыкающихся. Древнейшие пресмыкающиеся разделились на несколько основных ветвей. Одна из них дала большинство современных пресмыкающихся, а также динозавров и птиц. Другая привела к возникновению млекопитающих в промежуток от 200 до 250 миллионов лет назад.
Эволюционный переход от рептилий к млекопитающим особенно хорошо отражен в палеонтологической летописи. Следовавшие друг за другом ископаемые обладают все более крупным мозгом и все более специализированными органами чувств, челюстями и зубами, приспособленными к более успешному жеванию, конечностями, пояса которых постепенно смещаются с боков на брюшную сторону тела, и половой системой самок, способной все лучше поддерживать питание и развитие детенышей внутри материнского организма. Многие биологические новшества, наблюдаемые у млекопитающих, вероятно, связаны с эволюцией теплокровности — свойства, которое позволяет вести активный образ жизни при широком диапазоне температур, недоступный предкам млекопитающих — холоднокровным пресмыкающимся. Наконец, в промежутке от 60 до 80 миллионов лет назад в палеонтологической летописи появляется группа млекопитающих, называемая приматами. Они обладали хватательными передними и задними конечностями, глазами на лицевой стороне головы и еще более крупным и более сложным мозгом. От этой эволюционной ветви впоследствии произошли древние и современные люди.
Эволюция и промышленность: естественный отбор в работе
Представления о естественном отборе находят применение во многих областях и за пределами биологии. Например, химики научились использовать принцип естественного отбора для синтеза новых веществ, обладающих заранее заданными свойствами. Сперва они синтезировали разновидности известных молекул, используя химические технологии. Затем испытывали полученные соединения, проверяя, в какой степени они обладают искомыми свойствами. На основе вариантов, дающих наилучшие результаты, они создавали новые молекулы. Неоднократное повторение такой процедуры отбора существенно повышает шансы успешно выполнить поставленную задачу. Эта методика была использована для создания новых ферментов, позволяющих превращать стебли кукурузы и другие отходы сельского хозяйства в этиловый спирт намного эффективнее, чем это делалось ранее.
Ученые ищут объяснения природных явлений на основании опытных данных.
Достижения последних двух столетий в области изучения эволюции — прекрасный пример того, как работает наука. Научные знания и представления накапливаются в результате непрерывного взаимодействия наблюдений (в том числе результатов опытов) и объяснений. Ученые собирают информацию, наблюдая природные явления и проводя опыты. Затем они выдвигают предположения о том, как ведет себя исследуемая система в целом, основываясь на данных, полученных в ходе опытов и наблюдений. Затем они проверяют свои объяснения, проводя дополнительные наблюдения, а также опыты с измененными условиями. Другие ученые независимо проверяют результаты, полученные их коллегами, и проводят новые исследования, результатом которых могут стать более изощренные объяснения, а также предсказания, касающиеся будущих наблюдений и опытов. Этот способ работы позволяет ученым давать все более точные и полные объяснения изучаемых природных явлений.
Научные объяснения должны быть основаны на происходящих в естественных условиях событиях. Естественные причины таких событий принципиально воспроизводимы и поэтому могут быть проверены независимо, разными исследователями. Если объяснения основываются не на естественных причинах, а на предполагаемых сверхъестественных силах, ученые не могут ни подтвердить, ни опровергнуть такие объяснения. Любое научное объяснение должно быть проверяемым — всегда должна быть возможность наблюдать такие последствия, которые могли бы подтвердить выдвинутую идею, но также и такие, которые могли бы ее опровергнуть. Выдвигаемое объяснение может быть подвергнуто научной проверке только в том случае, если оно находится в рамках, предполагающих возможность наблюдения свидетельств, говорящих против этого объяснения.

Наблюдения и объяснения строятся на основании друг друга, поэтому наука как форма деятельности основана на принципе накопления получаемых результатов за счет вклада множества участников. Повторяемые наблюдения и опыты приводят к созданию объяснений, описывающих природные явления все точнее и полнее, а эти объяснения, в свою очередь, предполагают новые наблюдения и опыты, которые можно использовать для проверки и расширения существующих объяснений. Благодаря этому глубина и широта научных объяснений с течением времени возрастает по мере того, как новые поколения ученых трудятся над исправлением, совершенствованием и расширением результатов работы своих предшественников.
Наука не позволяет доказать полноту и окончательность какого-либо объяснения. Некоторые из выдвигаемых учеными объяснений оказываются в результате дальнейших наблюдений и опытов ошибочными. Новые инструменты исследования иногда позволяют провести наблюдения, которые показывают неадекватность существующего объяснения. Новые идеи порой приводят к новым объяснениям, которые демонстрируют неполноту или ущербность предшествующих. К настоящему времени удалось выявить неточность одних и ограниченную область применения других научных идей, когда-то общепризнанных.
Тем не менее многие научные объяснения проверены столь основательно, что едва ли когда-либо они существенно изменятся в ходе новых наблюдений или в результате анализа данных, полученных с помощью новых опытов. Эти объяснения ученые принимают как истинные и действительные описания природы. Атомное строение материи, генетические основы наследственности, кровообращение, гравитация (всемирное тяготение) и движение планет, процессы биологической эволюции, происходящие под действием естественного отбора, — вот лишь несколько примеров того огромного множества научных объяснений, которые подтверждены самым убедительным образом.
Наука — не единственно возможный путь познания. Но наука отличается от всех остальных путей познания своей зависимостью от опытных данных и проверяемых объяснений. Теория эволюции объясняет явления, которые находятся в то же время в центре религиозных представлений, такие как происхождение биологического разнообразия и — особенно — происхождение человека. В связи с этим эволюционные идеи продолжают вызывать споры в обществе с тех самых пор, как Чарльз Дарвин и Альфред Рассел Уоллес впервые выдвинули основные положения эволюционной теории в 1858 году.
Эволюция — это теория или факт?
Она и то и другое. Но для более подробного ответа на этот вопрос нужно сперва разобраться в том, что означают слова «теория» и «факт».
В повседневной жизни теорией обычно называют догадки или предположения. Когда говорят: «У меня есть теория, что там на самом деле произошло», то обычно делают выводы, основанные на неполных или сомнительных свидетельствах.
Формальное научное определение теории сильно отличается от повседневного значения этого слова. В науке теория — это комплексное объяснение некоторой группы природных явлений, подтвержденное обширным набором свидетельств.
Многие научные теории имеют положение столь прочное, что едва ли будут существенно изменены в результате получения каких-либо новых данных. Например, мы никогда не получим свидетельств того, что Земля не вращается вокруг Солнца (в соответствии с гелиоцентрической теорией) или что живые организмы не состоят из клеток (в соответствии с клеточной теорией), что материя не состоит из атомов (атомная теория строения материи) или что земная кора не разделена на твердые плиты, которые движутся в геологических масштабах времени (теория тектоники плит). Подобно этим фундаментальным научным теориям теория эволюции подтверждается таким множеством наблюдений и убедительных результатов различных опытов, что ученые уверены: ее основные составляющие никогда не будут опровергнуты новыми данными. Однако, как и любая другая научная теория, теория эволюции все время претерпевает уточнения по мере возникновения новых областей науки и новых технологий, которые делают возможными наблюдения и опыты, невозможные ранее.
Одна из полезнейших особенностей научных теорий состоит в том, что их можно использовать для того, чтобы предсказывать естественный ход событий, а также явления, ранее не наблюдавшиеся. Например, теория всемирного тяготения предсказывала поведение объектов на поверхности Луны и других планет задолго до того, как эти предсказания удалось подтвердить благодаря исследовательским космическим аппаратам и астронавтам. Эволюционисты, открывшие тиктаалика, заранее знали, что смогут обнаружить ископаемые остатки организма, промежуточного между рыбами и наземными позвоночными, в осадочных породах возрастом около 375 миллионов лет. Их открытие подтвердило предсказание, сделанное исходя из положений эволюционной теории. Каждое подтвержденное предсказание увеличивает доверие к теории, на основании которой оно сделано.
Слово «факт» в науке обычно используют для обозначения наблюдения, результата измерений или какого-либо иного свидетельства, повторения которого можно ожидать при воспроизведении тех же условий. Но ученые называют словом «факт» также и научные объяснения, проверенные и подтвержденные столь много раз, что у нас больше нет серьезных оснований для того, чтобы продолжать проверять их справедливость или искать дополнительные подтверждения. В этом смысле биологическая эволюция в прошлом и в настоящем есть научный факт. Поскольку свидетельства, говорящие в пользу этого факта, чрезвычайно вески, ученые больше не задаются вопросом, имела ли место эволюция и продолжается ли она. Вместо этого они изучают механизмы эволюции, возможные скорости ее протекания и другие вопросы такого рода.
Вполне возможно совмещать доверие к научным данным, подтверждающим эволюцию, с религиозными убеждениями.
В наши дни все больше религиозных систем признают, что биологическая эволюция произвела на свет все разнообразие жизни на Земле в течение миллиардов лет истории нашей планеты. Многие конфессии выступили с официальными заявлениями, согласно которым эволюция совместима с догматами их веры. Ученые и богословы красноречиво описывают то чувство восторга и удивления, которое вызывают у них история Вселенной и история развития жизни на Земле, и объясняют, почему они не видят противоречий между своей верой в бога и данными, свидетельствующими об эволюции. Конфессии, не признающие реальность эволюции, обычно проповедуют строго буквальное прочтение священных текстов.
Фундамент науки и религии составляют разные стороны жизненного опыта людей. Наука требует, чтобы объяснения явлений были основаны на данных, полученных в ходе непосредственных исследований. Научно обоснованные наблюдения или опыты, противоречащие какому-либо объяснению, требуют пересмотра этого объяснения или даже отказа от него. Религиозные убеждения, напротив, основаны далеко не только на опыте, они не обязаны меняться перед лицом противоречивых свидетельств и обычно касаются, помимо прочего, сверхъестественных сил или сущностей. Сверхъестественные сущности не входят в состав природы, поэтому их невозможно изучать естественно-научными методами. В связи с этим можно говорить о том, что наука и религия по своей сути отделены друг от друга. Им свойствен разный подход к познанию мира человеком. Попытки смешивать и настраивать друг против друга науку и религию создают противоречия там, где их не должно быть.
Цитаты из заявлений ведущих религиозных деятелей, которые считают, что вера и наука не противоречат друг другу
Многие религиозные конфессии и отдельные ведущие деятели религии выступали с заявлениями, признающими эволюцию и подчеркивающими, что эволюция и вера не противоречат друг другу.
«Между эволюционной теорией происхождения человека и учением о Боге как Создателе нет противоречия».
Генеральная ассамблея Пресвитерианской церкви
«Если люди, получающие образование, остаются в неведении относительно эволюции, их неведение существенно подрывает их понимание мира и естественных законов, управляющих миром, а ознакомление студентов с ненаучными объяснениями, подаваемыми как научные, создает у них ложные представления о научных методах и понятиях».
Центральная конференция раввинов США
«В своей энциклике Humani Generis (1950) мой предшественник Пий XII уже заявлял о том, что между эволюцией и доктриной веры относительно человека и его призвания нет противоречия, если мы не будем упускать из виду некоторые непреложные истины. <...> Сегодня, по прошествии более полувека со дня выхода той энциклики, новые открытия убеждают нас в том, что эволюцию следует признать более чем гипотезой. Важно отметить, что эта теория оказывает все большее и большее влияние на исследовательский дух по мере появления новых достижений в различных областях знаний. Согласие между результатами таких независимых исследований, которое заранее не планировалось и как цель не ставилось, составляет само по себе сильный аргумент в пользу этой теории».
Папа Римский Иоанн Павел II, послание к Папской академии наук, 22 октября 1996 года
«Мы, нижеподписавшиеся, христианские священнослужители множества разных конфессий, считаем, что вечные истины Библии и открытия современной науки могут благополучно сосуществовать. Мы считаем, что теория эволюции есть фундаментальная научная истина, устоявшая в ходе строгих проверок и ставшая основанием большой части человеческих знаний и достижений. Отвергать эту теорию или относиться к ней как к «одной из многих» — значит по собственной воле принимать плоды невежества в области науки и передавать это невежество нашим детям. Мы считаем, что человеческий разум, способный мыслить критически, есть одно из благ, дарованных человеку Богом, и что, отказываясь использовать этот дар в полную силу, мы нарушаем волю нашего Создателя. <...> Мы призываем школьные советы к тому, чтобы, сохраняя целостность программ изучения науки, включать в эти программы изучение теории эволюции как одного из столпов человеческого знания. Мы призываем к тому, чтобы наука оставалась наукой, а религия оставалась религией. Наука и религия представляют собой две очень разные, но дополняющие друг друга формы истины».
Проект «Письмо священнослужителей», собравший подписи более 10 000 христианских священников. См. дополнительные сведения на сайте http://www.butler.edu/clergyproject/clergy_project.htm
Цитаты из заявлений ученых, которые считают, что вера и наука не противоречат друг другу
Ученые, как и люди других профессий, придерживаются самых разных взглядов на вопросы, связанные с религией и ролью сверхъестественных сил во Вселенной. Некоторые придерживаются концепции сциентизма, согласно которой лишь методы науки пригодны для познания всего, что доступно познанию во Вселенной. Другие являются приверженцами деизма, согласно которому Бог создал все сущее и привел в движение Вселенную, но больше не управляет непосредственно каждым явлением природы. Третьи — теисты — считают, что Бог непосредственно вмешивается в события нашего мира. Многие ученые, верящие в Бога как в первопричину Вселенной или как ее действующее начало, красноречиво описывали свои убеждения.
«Наше научное понимание Вселенной <...> дает тем, кто верит в Бога, несравненный повод для плодотворных раздумий о своей вере».
Отец Джордж Койн, католический священник и бывший директор Ватиканской обсерватории. Цитата из речи «Науке не нужен Бог... или нужен? Взгляд ученого-католика на эволюцию», произнесенной в Атлантическом университете в Палм-Бич 31 января 2006 г. Полный текст речи см. на сайте http://chem.tufts.edu/AnswersInScience/Coyne-Evolution.htm
«Креационисты неизменно ищут Бога в явлениях, еще не объясненных наукой, или в явлениях, которые, по их мнению, для науки необъяснимы. Многие религиозные ученые, напротив, ищут Бога в том, что наука уже постигла и объяснила».
Кеннет Миллер, профессор биологии Брауновского университета, автор книги «Найти Дарвинова Бога: Ученый в поисках объединяющих начал Бога и эволюции» (Finding Darwin’s God: A Scientist’s Search for Common Ground Between God & Evolution). Цитата из интервью, представленном на сайте http://www.actionbioscience.org/evolution/miller.html
«На мой взгляд, между тем, чтобы быть ученым, работающим в области точных наук, и человеком, верящим в Бога, лично заинтересованного в каждом из нас, нет противоречия. Сфера деятельности науки — изучение природы. Сфера Бога — духовный мир, область, которую невозможно изучить, пользуясь методами и языком науки. Она требует изучения сердцем, разумом и душой».
Фрэнсис Коллинс, директор проекта «Геном человека» (Human Genome Project) и Национального института исследований генома человека Национальных институтов здравоохранения (National Human GenomenResearch Institute at the National Institutes of Health). Цитата из книги «Язык Бога: Свидетельства ученого в пользу веры» (The Language of God: A Scientist Presents Evidence for Belief, р. 6)