Плечи гигантов

 Если я видел дальше других, то потому,
 что стоял на плечах гигантов.

И. Ньютон

В 1859 году в жизни науки произошло важное событие: вышла в свет книга Чарлза Дарвина "Происхождение видов".

В этой книге великий английский ученый разрешил спор, длившийся веками. Он дал ответ на загадочный вопрос: почему все живое приспособлено к жизни? Для того чтобы объяснить величайшее богатство живых форм и изумительную приспособленность их к среде обитания, недостаточно изучать отдельные организмы. Необходимо знать их историю.

А история свидетельствует о постоянном, длящемся в течение веков развитии, эволюции живых форм, о переходе одних форм в другие.

На протяжении многих веков шло накопление элементов эволюционного учения. Какие же открытия в биологии помогли Дарвину создать его гениальное учение? На плечи каких гигантов, каких корифеев в науке он опирался?

Перелистаем несколько страничек истории.

Еще древний мудрец Гераклит (V в. до н. э.) говорил, что мир - живой и мертвый - един, не создан никем из богов, был и вечно будет живым огнем, который загорается и угасает. Сама жизнь, по его словам, есть движение, и ее льющийся поток подобен течению реки, что непрерывно обновляется и в каждый миг уже не то.

Великий русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765) утверждал идею единства неживой и живой природы и писал, что мир не всегда был таким, каким мы его знаем, ибо в нем происходили великие перемены. Не случайно сильные бури выбрасывали на берег золотистые кусочки янтаря с замурованными в них лесными насекомыми. Когда-то эти насекомые ползали по стволам деревьев, которые росли на берегу моря, и случайно прилипли к жидкой смоле. Но море размыло берег, залило лес. Деревья, покрытые илом и песком, сгнили, а смола превратилась в янтарь - гробницу для насекомых, живших сотни тысяч лет назад.

Интересные мысли об истории Земли, ее происхождении и развитии жизни на ней высказал знаменитый французский ученый Жорж Бюффон (1707-1788). По мнению Бюффона, Вселенная подвижна и изменчива. Земля - дочь Солнца - оторвалась от светила, когда на него упала какая-то комета. Вначале Земля сияла на небосводе яркой звездочкой, а затем оделась твердой оболочкой. Населяющие планету живые существа сложились из органических молекул, рассеянных по всей Вселенной. Но представления Бюффона о молекулах были иными, чем теперь. Медленно и непрерывно изменялась поверхность Земли под воздействием дождей, рек и потоков, которые разрушали горы и создавали из ила и песка новые острова.

Виды животных и растений также изменялись применительно к характеру местности, климату и пище или медленно и незаметно исчезали с лица Земли. Домашние животные и культурные растения богаче и разнообразнее формами, чем дикие виды. Причину этого Бюффон видел в том, что рука человека из поколения в поколение подбирала родичей, скрещивала их, отбирала потомков, замечательных по своей величине, форме или нраву, и со временем вывела множество существ, которых сама природа не произвела бы на свет.

Наука о жизни глубоко интересовала деда Ч. Дарвина Эразма Дарвина (1731-1802), который высказывал многие эволюционные мысли в трудах "Зоономия". "Ботанический сад" и в знаменитой поэме "Храм природы", увидевшей свет через год после смерти автора.

Эразм Дарвин утверждал, что и "дуб, лесной могучий исполин", и "кит, морской пучины житель", и "орел, что ввысь парит под небесами", и "человек, владыка всех зверей"^* - все живое возникло в борьбе стихий, в развитии постепенном из первых живых комочков, что зародились в море в давно минувшие века. Но первый толчок к эволюции, по Э. Дарвину, был дан творцом, а далее на протяжении веков природа изменялась и усложнялась по слепым законам необходимости.

^* (Э. Дарвин. Храм природы. М.-Л., Изд-во АН: СССР, 1960, стр. 31.)

Великий немецкий поэт и мыслитель Гёте (1749-1832) воспевал в своих гениальных произведениях творческую мощь природы, ее обновляющую силу, которая создает тысячи тысяч форм жизни. В природе нет застывшей гармонии, - утверждал он, - организмы послушны и гибки, они вечно изменяются. Гёте был уверен, что "все превратилось бы в ничто, когда б оно застыть хотело"^*.

^* (В. В. Лункевич. От Гераклита до Дарвина, т. II. 1960, стр. 261.)

Гёте открыл тайну образования цветка. Как ни разнообразны и прекрасны цветки по строению, но все это богатство форм создается видоизмененными листьями. Если в белоснежном цветке кувшинки оборвать один за другим лепестки и расположить их в ряд, то удастся проследить все переходы от нежных красивых лепестков к тоненьким, как ниточка, тычинкам: одна часть цветка превращается в другую, что свидетельствует об их родстве. И хотя Гёте интересовался развитием отдельных цветковых растений, а не историей их происхождения, его работы помогли глубже понять природу растений и пробуждали у натуралистов эволюционные мысли.

Изучая кости черепа позвоночных, Гёте обратил внимание на парную межчелюстную кость, которая расположена в верхней челюсти и несет верхние резцы. У человека не находили этой кости, и отсутствие ее считалось признаком исключительного положения человека в природе, отмеченного перстом самого творца. Но Гёте нашел в черепе человека эту межчелюстную кость: она срослась с соседними костями и потому была незаметна. Это открытие стерло еще одну грань между человеком и остальными животными и подтвердило идею о единстве строения позвоночных.

Французский ученый Жоффруа Сент-Илер (1772-1844) исследовал работу органов различных позвоночных и пришел к выводу, что природа создала все живые существа по одному плану, но видоизменила их на тысячу ладов в зависимости от условий жизни. Например, у крота, роющего длинные подземные ходы, передняя конечность стала похожей на широкий совок или лопату. У плавающего дельфина передняя конечность превратилась в гибкое живое весло. У лошадей, живущих в пустынных степях, длинные тонкие ноги имеют лишь один третий палец, одетый копытом, которое образует широкую опору и легко отделяется от земли при быстром беге. Все эти органы различны по внешнему виду и выполняют разные функции, но развиваются из одной исходной формы и сохраняют общий тип строения. Это учение Сент-Илера углубило представление о единстве происхождения животного мира.

Большое влияние на развитие сравнительной морфологии и палеонтологии оказали работы крупнейшего французского ученого Жоржа Кювье (1769-1832). Он рассматривал живой организм как единую целостную систему, в которой отдельные части закономерно связаны друг с другом. Согласованное действие органов и их функций - необходимое условие существования животного. Ни одна из частей организма не может измениться, чтобы при этом не изменились и другие: иначе животное погибнет. Хищникам необходимо учуять, догнать, схватить, осилить и разорвать добычу. Поэтому они имеют тонкий слух, острое зрение, быстрые ноги, сильные мускулы, крепкие зубы. Следовательно, по строению органов можно судить о жизни и повадках животного.

Кювье с замечательным искусством реконструировал около 150 скелетов животных, населявших Землю в давно прошедшие времена.

"Закон корреляции органов" Кювье сыграл огромную роль в морфологии. Степень организации животного, по определению Кювье, зависела от сложности нервной системы, с которой были связаны движения и ощущения животного. По строению нервной системы Кювье разделил весь мир животных на 4 типа: позвоночных, моллюсков, членистых и лучистых, полагая, что между ними нет переходов и нет связи. Эта теория типов впоследствии легла в основу естественной системы, хотя и в сильно измененном виде.

Изучая кости и черепа, найденные в окрестностях Парижа, Кювье установил замечательную правильность в появлении ископаемых остатков: чем древнее слои Земли, тем проще ископаемые остатки; в слоях геологически более молодых найдены кости более высокоорганизованных животных. Очевидно, с древнейших времен до нашей эпохи на Земле происходила смена форм жизни от простейших до млекопитающих. Представление о постепенном усложнении живых существ подводило прочный фундамент под эволюционное учение, хотя причину этих перемен Кювье видел в геологических катастрофах.

Знаменитый русский ученый Карл Бэр (1792-1876) положил начало сравнительной эмбриологии позвоночных. В 1827 году он открыл яйцо млекопитающих и в 1828 году демонстрировал его на съезде ученых в Берлине. Из яичника умерщвленной собаки Бэр извлек созревший граафов пузырек (названный так по имени исследователя), осторожно вскрыл его и положил на стеклышко. В окуляр микроскопа ученые увидели крохотный желтенький комочек, похожий на желток куриного яйца. Оказалось, что все позвоночные животные (даже слон) в первые часы своей жизни бывают всего одной клеткой, образованной от слияния яйца и сперматозоида. У каждого типа животных (Бэр, подобно Кювье, различал четыре типа) развитие идет по-своему, причем сначала намечаются признаки типа, затем - класса, дальше - отряда. Постепенно различия все более и более усиливаются. Но на первых стадиях развития сходство между зародышами (особенно в строении головы и туловища) так велико, что даже специалисту нелегко определить, к какому классу относится зародыш: ящерица это, птица или млекопитающее.

Бэр заметил и другое: чем больше сходство между зародышами и чем дольше оно сохраняется, тем ближе родство между взрослыми животными.

Строение зародыша стало верным компасом в классификации: оно помогало восстановить историю происхождения животного. Это было особенно важно, когда морфология не могла определить систематическое положение взрослого животного.

Немецкие ученые ботаник М. Шлейден (1804-1881) и зоолог Т. Шванн (1820-1882), изучая ткани растений и животных, сделали в 1838 году замечательное открытие: лепесток розы, крыло птицы, человеческий мозг - все живое имеет клеточное строение. В бесконечном многообразии живых форм они обнаружили единообразие, которое объединило оба царства живой природы. Идея единства всего живого мира явилась важной частью эволюционной теории.

Чарлз Дарвин жил в эпоху расцвета капитализма в Англии. Бурно развивалась промышленность, которой нужны были все новые и новые руки. По закону "очистки имений" крестьян сгоняли с земель, и они шли в города, где нанимались на фабрики и заводы. Города необычайно разрастались, в них скоплялись массы бездомных людей, вынужденных за гроши продавать свою рабочую силу; Английский капитализм искал сырьевые базы и рынки сбыта для своей промышленности. Во все страны света отправлялись исследовательские экспедиции, в которых обычно участвовали натуралисты. И хотя эти экспедиции часто носили полувоенный характер, иногда они действительно способствовали изучению далеких заморских стран, их геологии, растительного и животного мира. Яркие картины разнообразия растений и животных, которые наблюдали натуралисты, не увязывались с представлениями о божественном сотворении мира.

В одной из таких научных экспедиций принимал участие и молодой Дарвин.

Рост промышленности и городского населения повысил требования к сельскому хозяйству. Шерстяной, кожевенной, текстильной промышленности требовалось сырье, населению - продукты питания. Это вызвало перестройку и подъем сельского хозяйства: широко применялись севообороты, минеральные удобрения, машины. В хозяйствах создавались новые породы животных: шортгорны, герефорды и другие породы крупного рогатого скота, замечательная новолей - честерская овца, множество пород кур, голубей, свиней, собак. Для клумб и садов выводились разнообразные сорта красивых растений. Практика убеждала, что животных и растения можно изменять и улучшать.