Якими є основні наукові проблеми еволюції?

В 1973 році біолог Теодосій Добжанський написав, що «ніщо в біології не має сенсу, окрім як у світлі еволюції».¹ В 1989 році біолог Річард Докінз написав: «Можна з цілковитою впевненістю сказати, що якщо ви зустрінете людину, яка стверджує, що не вірить в еволюцію, то ця людина невіглас, дурний або безумний (або порочний, але я б не хотів про це думати)».²

Але що таке еволюція?

Що таке еволюція?

Слово «еволюція» має безліч значень. В одному сенсі воно означає просто зміну в часі. В іншому сенсі воно стосується історії космосу, або прогресу технологій, або розвитку культури. Жодна розсудлива людина не вірить, що з часом нічого не змінюється, або що у космосу, технології та культури немає історії. У цих сенсах еволюція не викликає сумнівів.

В біології еволюція може означати той факт, що багато рослин і тварин, які живуть нині, відрізняються від тих, які жили в минулому. Вона також може означати той факт, що всередині існуючих видів відбуваються незначні зміни; ми бачимо такі зміни в наших власних сім'ях. Але ці безперечні значення біологічної еволюції не були тим, що мали на увазі Добжанський та Докінз, коли використовували це слово. Вони мали на увазі дарвінську еволюцію.

Чарльз Дарвін назвав свою теорію походження зі змінами, маючи на увазі під цим, що всі живі істоти походять від одного або декількох спільних предків, які жили в далекому минулому. Потім ці предки були змінені в результаті некерованих процесів, таких як невеликі варіації й природний добір (виживання найсильніших). Дарвін писав у «Походженні видів»: «Я розглядаю всі істоти не як творіння, а як лінійних нащадків кількох істот, що жили дуже давно», і що «природний добір був головним, але не винятковим засобом модифікації».³ Він також писав у своїй «Автобіографії»: «В мінливості органічних істот і в дії природного добору, мабуть, не більше задуму, ніж у тому, як дме вітер».⁴

В сучасній версії теорії Дарвіна, яку часто називають неодарвінізмом, випадкові мутації ДНК вважають основним джерелом нових варіацій. Протягом усього цього розділу я буду використовувати еволюцію в значенні неодарвінізму.

Що таке наука?

Як і еволюція, наука має кілька значень. В цьому розділі я буду використовувати термін «наука» для позначення емпіричної науки: пошук істини шляхом порівняння гіпотез із доказами. Отже, запитання: які основні проблеми з доказами неодарвінізму?

Дотримуючись терміна Дарвіна «походження зі змінами», я спочатку розгляну докази походження (гіпотеза про те, що всі живі організми походять від спільних предків). Зокрема, я зосереджуся на гомології, скам'янілостях й молекулярній філогенії. Потім я розгляну докази модифікації (гіпотеза про те, що організми еволюціонували в результаті строго некерованих природних процесів). Я зосереджуся на природному доборі, мутації та видоутворенні (походженні нових видів).

Гомологія

Класично гомологія означала схожість структури й розташування: наприклад, кісток людської руки й крила кажана. Дарвін вважав гомологію доказом спільного походження. Він писав у книзі «Про походження видів»,

«Що може бути цікавіше за те, що рука людини, сформована для хапання, рука крота для риття, нога коня, плавець морської свині та крило кажана – усі вони мають бути побудовані за одним і тим самим зразком й містити одні й ті самі кістки, які перебувають в однакових взаємних положеннях».⁵

Дарвін вважав це нез'ясовним, якщо всі види були створені окремо: «За звичайного погляду на незалежне створення кожної істоти ми можемо тільки сказати, що так воно і є, – що Творцю було завгодно створити кожну тварину й рослину».⁶ (У четвертому виданні «Походження видів» Дарвін додав: «Але це не наукове пояснення».⁷) Замість цього він стверджував, що гомології пояснюються його гіпотезою походження зі змінами:

«Якщо припустити, що у стародавнього предка, архетипу, як його можна назвати, всіх ссавців, кінцівки були побудовані за існуючим загальним зразком, для якої б мети вони не служили, ми відразу ж зрозуміємо, що гомологічна будова кінцівок характерна для всього класу».⁸

Очі, хребет й багато іншого

Проте тварини й рослини мають багато ознак, схожих за структурою й розташуванням, але явно не походять від спільного предка з такими ознаками. Око хребетного й око кальмара або восьминога напрочуд схожі, але ніхто не думає, що вони були успадковані від спільного предка, який володів оком. Хребти австралійської єхидни й північноамериканського дикобраза напрочуд схожі, проте єхидни народжують, відкладаючи яйця, а дикобрази народжують живих дитинчат, виношуючи їх в утробі матері, як люди. Ця фундаментальна відмінність означає, що єхидни й дикобрази мали абсолютно різне походження, й вони не успадкували свої шипи від спільного колючого предка. Складки шкіри між передніми й задніми кінцівками австралійського летючого кускуса й північноамериканської білки-летяги дуже схожі. Однак перші народжують дитинчат, які для завершення розвитку заповзають у сумку, як кенгуру, а другі виношують плід в утробі матері, як люди. Знову ж таки, вони мали абсолютно різне походження.⁹

Приклади також включають пастки з липким нектаром у м'ясоїдних рослин, які, вочевидь, виникли окремо шість разів.¹⁰ Рослини роду еуфорбія в Африці мають потовщені, м'ясисті стебла для зберігання води та колючі шипи замість листя, як у рослин родини кактусових в Америці, однак вони виникли окремо в абсолютно різних умовах.¹¹

За винятком, коли це не так

Отже, схожість структури та положення є доказом спільного походження, за винятком, коли це не так. Сучасні біологи називають схожість, не зумовлену спільним предком, конвергенцією, а гомологію вони переосмислили як схожість, зумовлену спільним предком. Еволюційний біолог із Берклі Девід Вейк написав 1999 року: «Спільні предки – це все, що є гомологією».¹² Але, за словами філософа біології Рональда Бреді, «перетворюючи наше пояснення [загальні предки] на визначення пояснюваної умови [гомологія], ми висловлюємо не наукову гіпотезу, а віру».¹³

Колові міркування

Ба більше, щойно гомологію визначають у термінах спільного походження, вона не може логічно використовуватися як доказ спільного походження. Це означає міркувати по колу: звідки ми знаємо, що ознаки A і B походять від спільного предка? Тому що вони гомологічні. Звідки ми знаємо, що A і B гомологічні? Тому що вони походять від спільного предка.¹⁴

Інша проблема з використанням гомології як доказу спільного походження полягає в тому, що приклади конвергенції широко поширені. Кембриджський палеобіолог Саймон Конвей Морріс у 2003 році написав, що «конвергенція повсюдна». Він зробив висновок: «Не тільки Всесвіт дивним чином відповідає своєму призначенню, а й... здатність життя орієнтуватися в своїх рішеннях».¹⁵ Таким чином, схожість у структурі та розташуванні не є однозначним доказом аспекту еволюції, пов'язаного зі спільним походженням.

Скам'янілості

Скам'янілість – це «рештки, відбиток або слід організму минулих геологічних епох».¹⁶ Вивчення скам'янілостей (палеонтологія) почалося задовго до Дарвіна. Вони дають нам змогу найкраще зрозуміти історію життя до наших днів. Припускаючи, що скам'янілості в одному шарі породи молодші за скам'янілості в шарах під ним, палеонтологи до Дарвіна вже групували їх відповідно до відносного віку. Результат відомий як літопис скам'янілостей.

Дарвін так писав про скам'янілості в книзі «Про походження видів»:

«За теорією природного добору всі живі види були пов'язані з батьківськими видами кожного роду за допомогою відмінностей, не більших, ніж ми бачимо між різновидами одного й того самого виду в даний час; а ці батьківські види, нині загалом вимерлі, своєю чергою, були аналогічно пов'язані з давнішими видами; і так далі у зворотному порядку, завжди сходячись до спільного предка кожного великого класу. Таким чином, кількість проміжних та перехідних ланок між усіма живими й вимерлими видами повинна була бути неймовірно великою».¹⁷

Але «неймовірно велику» кількість перехідних ланок, постульованих Дарвіном, так і не було знайдено. Дійсно, однією з найяскравіших особливостей викопних є Кембрійський вибух, коли основні групи тварин (звані типами) з'явилися приблизно в один й той самий геологічний час у період, що зветься кембрійським, повністю сформованими та без викопних доказів того, що вони походять від спільного предка.

Серйозна проблема для теорії

Дарвін знав про ці докази в 1859 році й визнавав, що це серйозна проблема, яка «дійсно може бути наведена як вагомий аргумент» проти його теорії.¹⁸ Він сподівався, що майбутні відкриття скам'янілостей допоможуть заповнити багато прогалин, але більше ніж 150 років додаткових знахідок скам'янілостей лише посилили проблему. У 1991 році група палеонтологів дійшла висновку, що Кембрійський вибух «був ще більш раптовим і масштабним, ніж передбачалося раніше».¹⁹

Раптовість, що проявилася під час Кембрійського вибуху, можна спостерігати й у більш дрібних масштабах протягом всього літопису скам'янілостей. Види, як правило, з'являються в скам'янілостях раптово, а потім зберігаються незмінними протягом деякого періоду часу (це явище називається стазисом), перш ніж зникнути. В 1972 році палеонтологи Найлз Елдрідж та Стівен Джей Гулд назвали цю модель переривчастою рівновагою.²⁰ За словами Гулда, «кожен палеонтолог завжди знав», що це домінантна модель у викопних.²¹ Інакше кажучи, «неймовірно величка» кількість перехідних ланок, постульована Дарвіном, відсутня не тільки в Кембрійському вибуху, а й в усьому викопному літописі.

Два людські скелети

Навіть якби в нас був гарний літопис скам'янілостей, нам усе одно знадобилася б уява, щоб скласти розповідь про взаємини предків та нащадків. Ось чому: Якби ви знайшли два людські скелети, поховані в полі, як би ви могли дізнатися, чи походить один із них від іншого? Без розпізнавальних знаків й письмових записів, а в деяких випадках і без ДНК, це було б неможливо дізнатися. І все ж таки ви маєте справу з двома скелетами одного й того самого виду, що недавно жив. Якщо ж ідеться про два різні, стародавні, вимерлі види – часто далекі один від одного в часі та просторі, – то продемонструвати зв'язок між предками й нащадками не вийде.

Десятиліття тому палеонтолог Гарет Нельсон писав: «Ідея про те, що можна звернутися до викопних та очікувати емпіричного відновлення послідовності предків та нащадків, будь то види, роди, родини або щось іще, була й залишається згубною ілюзією».²² 1999 року біолог-еволюціоніст Генрі Гі написав, що «зв'язати скам'янілості в причинно-наслідкові ланцюжки будь-яким достовірним способом фактично неможливо». Він зробив висновок: «Взяти низку скам'янілостей і заявити, що вони являють собою рід, – це не наукова гіпотеза, яку можна перевірити, а твердження, яке має таку саму силу, як казка на ніч – кумедна, можливо, навіть повчальна, але не наукова».²³

Молекулярна філогенія

Слово «філогенія» відноситься до еволюційної історії організму.²⁴ Це слово було придумано німецьким біологом-дарвіністом Ернстом Геккелем через кілька років після публікації книги «Про походження видів». Еволюційні біологи пропонували філогенії, що ґрунтувалися на гомології в скам'янілостях, але, як ми вже бачили, і зі скам'янілостями, і з гомологією є проблеми. З розвитком сучасної молекулярної біології еволюційні біологи дедалі частіше намагаються засновувати філогенії на молекулах, таких як білки й ДНК.

Білки складаються з послідовностей субодиниць, які називаються амінокислотами, а ДНК – з субодиниць, які називаються нуклеотидами. Різні види можуть містити однакові білки або молекули ДНК, які мають невеликі відмінності в послідовностях своїх субодиниць. Якщо три різні види містять схожу молекулу ДНК, і її послідовність у виду A більш схожа на послідовність у виду B, ніж у виду C, то еволюційний біолог може зробити висновок, що A тісніше пов'язаний із B, ніж із C.

Визначення слова «споріднений»

Але значення слова «споріднений» неоднозначне. В одному сенсі воно може стосуватися генеалогії, як, наприклад, «Чарльз Дарвін був тісніше пов'язаний з Еразмом Дарвіном (своїм дідом), ніж будь-хто з них із Джеронімо». В іншому сенсі воно може означати схожість, наприклад, «залізо тісніше пов'язане з алюмінієм, ніж будь-хто з них з нарцисом».²⁵ Філогенетичні висновки припускають, що молекулярна спорідненість (другий сенс) еквівалентна генеалогічній спорідненості (перший сенс). Ця передумова заснована на припущенні про спільне походження.

Молекулярні порівняння ускладнюються проблемою вирівнювання. Послідовності ДНК живих істот зазвичай містять повторювані та/або віддалені сегменти, тому часто буває незрозуміло, де їх вибудовувати. Якщо дві послідовності можуть бути вирівняні більш ніж одним способом, то будь-яке порівняння буде дуже залежати від того, яке вирівнювання вибере дослідник. А коли порівнюється безліч послідовностей, як це відбувається в молекулярних філогеніях, проблема стає ще серйознішою.²⁶

Дерево життя еволюції

Дарвін вважав, що історію живих істот можна уявити як «велике дерево життя», де спільні предки є стовбуром, а сучасні організми – кінцями гілок.²⁷ Якщо історія життя схожа на дерево, то можна очікувати, що дані молекулярної філогенетики зрештою зійдуться на одному дереві, а з накопиченням нових даних цей зв'язок поліпшуватиметься. Однак від самого початку молекулярна філогенетика зіткнулася з розбіжностями між деревами, заснованими на різних послідовностях та різних вирівнюваннях.

І проблема тільки посилюється в міру накопичення даних. У 2005 році три біологи, які порівняли 50 послідовностей ДНК з 17 груп тварин, дійшли висновку, що «різні філогенетичні аналізи можуть давати суперечливі висновки за [удаваної] абсолютної підтримки».²⁸ В 2012 році чотири еволюційні біологи повідомили, що «невідповідність між філогеніями, отриманими на основі... різних підмножин молекулярних послідовностей, стала повсюдною».²⁹

Таким чином, ідея спільного походження залишається припущенням. Вона не випливає з гомології, хіба що шляхом колових міркувань. Скам’янілості залишаються (як визнавав Дарвін) серйозною проблемою. Та й ідея спільного предка не випливає із суперечливих висновків молекулярної філогенетики.

Природний добір

В передмові до книги «Про походження видів» Дарвін написав: «Я повністю переконаний, що види не є незмінними». Ба більше, я переконаний, що природний добір був головним, але не винятковим засобом модифікації».³⁰

Але у Дарвіна не було жодних доказів природного добору. У книзі «Про походження видів» найкраще, що він міг запропонувати, – це «одна або дві уявні ілюстрації».³¹ Тому замість прямих доказів природного добору Дарвін (який сам розводив голубів) ґрунтував свої аргументи на домашньому розмноженні, або тому, що часто називають штучним добором. Він зазначив, що «розмноженням домашніх тварин ретельно займалися ще в стародавні часи» і що «його важливість полягає у величезному ефекті, який справляє накопичення в одному напрямку протягом кількох поколінь відмінностей, абсолютно не помітних для неосвіченого ока».³²

Походження видів

Однак за всі роки існування домашньої селекції ніхто ніколи не повідомляв про походження нового виду, тим паче нового органу або плану тіла. У 1930-х роках неодарвінський біолог Теодосій Добжанський використовував слово «мікроеволюція» для позначення змін всередині існуючих видів (таких, як ті, що спостерігають тваринники), а слово «макроеволюція» – для позначення походження нових видів, органів й планів тіла. Він писав,

«До розуміння механізмів макроеволюційних змін, які потребують часу в геологічних масштабах, неможливо прийти інакше, ніж через повне усвідомлення мікроеволюційних процесів, які можна спостерігати протягом людського життя й які часто контролюються волею людини. З цієї причини ми змушені за нинішнього рівня знань неохоче ставити знак рівності між механізмами макро- і мікроеволюції й, виходячи з цього припущення, просувати наші дослідження настільки далеко вперед, наскільки дозволить ця робоча гіпотеза».³³

Докази природного добору?

Але «робоча гіпотеза» – це не доказ. Лише в 1950-х роках британський натураліст Бернард Кеттлуелл виявив, як здавалося, перший доказ природного добору. Березові п'ядуни у Великій Британії існують переважно у двох різновидах: темному («меланічному») й світлому. До промислової революції XIX століття меланічні форми були рідкісними або зовсім відсутніми, але коли дим від промислових міст затемнив стовбури дерев навколо, меланічні форми стали зустрічатися набагато частіше. Це явище, назване промисловим меланізмом, пояснили тим, що меланічні метелики краще маскуються, ніж світлі, й тому менш помітні для хижих птахів: іншими словами, це природний добір.

Кеттлуелл відловив кілька особин кожного сорту й позначив їх крихітною цяткою фарби. Потім він випустив їх на стовбури дерев темного або світлого кольору. Коли наступного дня він знову зловив кілька особин, то виявив, що вижила значно більша кількість краще замаскованих метеликів. Кеттлуелл назвав цю історію «відсутнім доказом Дарвіна».³⁴ Ця історія, зазвичай ілюстрована фотографіями світло- та темнозабарвлених метеликів на світло- та темнозабарвлених стовбурах дерев, десятиліттями фігурувала в багатьох підручниках біології як переконливий доказ еволюції.³⁵

Звички березових п'ядунів

Однак до 1980-х років стало зрозуміло, що в природі березові п'ядуни зазвичай не відпочивають на стовбурах дерев. Вони літають вночі, а вдень відпочивають на верхніх гілках, де їх не видно. Випускаючи метеликів на стовбури дерев у денний час, Кеттлуелл не зміг змоделювати природні умови. Виявилося, що більшість фотографій з підручників були інсценовані шляхом прикріплення мертвих метеликів до стовбурів дерев або шляхом розміщення живих метеликів у неприродних позах й фотографування їх до того, як вони відлетіли.³⁶

Переконливіші докази природного добору були отримані від в'юрків на Галапагоських островах у 1970-х роках. На островах мешкало 13 видів в'юрків, й біологи Пітер і Розмарі Грант та їхні колеги вивчали один із них на одному острові. Гранти та їхні колеги вели докладні записи анатомії кожного виду в'юрків, включно з довжиною й товщиною їхніх дзьобів. Коли 1977 року сильна посуха згубила багато рослин на островах, близько 85 відсотків птахів загинули. Гранти та їхні колеги зазначили, що в тих, хто вижив, дзьоби були в середньому на 5 відсотків більшими, ніж у популяції до посухи, ймовірно тому, що птахи, які вижили, краще справлялися з розколюванням жорсткого насіння, що залишилося після посухи. Інакше кажучи, зрушення відбулося в результаті природного добору. Гранти підрахували, що якби подібна посуха траплялася кожні десять років, дзьоби птахів продовжували б збільшуватися, поки через 200 років вони не стали б кваліфікуватися як новий вид.³⁷

Прибуття найсильніших

Однак коли посуха закінчилася й пішли дощі, їжі стало багато, й середній розмір дзьоба повернувся до норми. Жодної чистої еволюції не відбулося.³⁸ Проте «дарвінські в'юрки» потрапили до більшості підручників з біології як доказ еволюції через природний добір.³⁹

Отже, докази природного добору є, але, як і у випадку з домашньою селекцією, він ніколи не призводив до чогось більшого, ніж мікроеволюція. Як писав 1904 року голландський ботанік Г'юго де Вріс, «природний добір може пояснити виживання найсильніших, але він не може пояснити появу найсильніших».⁴⁰

Для пояснення появи найсильніших більшість сучасних еволюційних біологів покладаються на мутації.

Мутації

Дарвін наполягав на тому, що нові варіації – сировина для природного добору – виникають без мети й напрямку, але він не знав їхнього джерела. Тільки 1953 року, коли Джеймс Вотсон та Френсіс Крік відкрили молекулярну структуру ДНК, багато біологів вирішили, що джерело знайдено.

Вотсон та Крік дійшли висновку, що ДНК складається з двох комплементарних ниток, кожна з яких складається з послідовності чотирьох субодиниць. У 1958 році Крік припустив, що послідовності субодиниць визначають послідовності молекул РНК, які функціонують як проміжні ланки в синтезі білків. Потім послідовності РНК визначають послідовності амінокислот – субодиниць білків.⁴¹

Центральна догма

Деякі сучасні біологи вважають, що послідовність амінокислот визначає кінцеву форму білка, а білки визначають кінцеву форму організму. Цю лінію міркувань іноді називають центральною догмою молекулярної біології, і вона може бути грубо узагальнена як «ДНК робить РНК, білок робить нас». У 1970 році молекулярний біолог Франсуа Жакоб написав, що організм – це реалізація «генетичної програми», записаної в його ДНК.⁴² Згідно з цією точкою зору, зміни (мутації) в послідовностях ДНК можуть змінити генетичну програму й тим самим модифікувати організм будь-яким способом. Молекулярний біолог Жак Моно (який розділив із Жакобом Нобелівську премію 1965 року) писав, що з цим усвідомленням «і розумінням випадкової фізичної основи мутацій, яке також дала молекулярна біологія, механізм дарвінізму нарешті надійно обґрунтований. І людина повинна зрозуміти, що вона всього лише випадковість».⁴³

Але чи справді мутації ДНК можуть бути джерелом варіацій, необхідних для макроеволюції? Звичайно, вони можуть викликати зміни в організмі, але біологи давно визнали, що більшість мутацій ДНК або нейтральні (тобто не призводять до помітних змін), або шкідливі. Для того щоб еволюція призвела до появи рослин і тварин із нижчих форм життя, нам потрібні мутації, що викликають корисні зміни. В іншому разі природний добір або ігноруватиме їх, або прагнутиме усунути.

Тільки невеликі біохімічні зміни

Були виявлені рідкісні корисні мутації, але всі вони спричиняють лише невеликі біохімічні зміни – не нові органи або плани тіла. Часто ці сприятливі зміни пов'язані з втратою або ослабленням функції на біохімічному рівні.⁴⁴ Багато біологів дійшли висновку, що ідея генетичної програми хибна й що ДНК не керує розвитком організму. ДНК необхідна, але не достатня; до процесу залучені й інші чинники. Один із них – просторова інформація в мембранних патернах.⁴⁵ За словами еволюційного біолога Томаса Кавальє-Сміта, ідея про те, що ДНК містить усю інформацію, необхідну для створення організму, «просто хибна». Мембранні патерни відіграють

«ключову роль у механізмах, що перетворюють лінійну інформацію ДНК на тривимірні форми одноклітинних й багатоклітинних організмів. Розвиток тварин створює складний тривимірний багатоклітинний організм, не починаючи з лінійної інформації в ДНК... а завжди починаючи з уже дуже складного тривимірного одноклітинного організму – заплідненої яйцеклітини».⁴⁶

З 1970-х років молекулярні біологи проводять всебічний скринінг мутацій, що впливають на розвиток ембріона в плодових мушок, круглих червів, даніо-реріо й мишей. Було виявлено сотні мутацій, але жодна з них не змінює розвиток фундаментальним чином, необхідним для макроеволюції. Усі наявні дані приводять до висновку, що, скільки б ми не мутували ембріон плодової мушки, можливі тільки три результати: нормальна плодова мушка, дефектна плодова мушка або мертва плодова мушка. Навіть домашня муха, не кажучи вже про круглого черва, даніо-реріо або мишу, не може бути отримана шляхом мутацій.

Видоутворення

Ми знаємо, що видоутворення відбулося, тому що в історії життя з'явилося багато нових видів. Еволюційний біолог Ернст Майр писав: «Дарвін назвав свою велику працю “Про походження видів”, оскільки цілковито усвідомлював, що зміна одного виду на інший є найфундаментальнішою проблемою еволюції».⁴⁷ На думку еволюційного біолога Дугласа Футуйми, видоутворення «є неодмінною умовою розмаїття», необхідного для еволюції. Видоутворення «стоїть на межі між мікроеволюцією – генетичними змінами всередині популяцій і між ними – й макроеволюцією».⁴⁸

Але як відбувається видоутворення?

Частина проблеми полягає в тому, що термін «вид», як відомо, важко визначити. Визначення, застосовне до рослин та тварин, не обов'язково підійде для бактерій, а визначення, застосовні до живих істот, не обов'язково підійдуть для скам'янілостей. Станом на 2004 рік біологи й палеонтологи використовували кілька десятків визначень.⁴⁹ Визначення, яке найчастіше використовується еволюційними біологами, – це «концепція біологічного виду», згідно з якою види – це групи природних популяцій, які схрещуються та репродуктивно ізольовані від інших подібних груп.⁵⁰

Якщо види визначаються таким чином, то, в якомусь сенсі, видоутворення спостерігається в лабораторії. Зазвичай під час природної або штучної гібридизації двох різних видів гібриди виявляються стерильними, оскільки материнські та батьківські хромосоми надто несхожі й не можуть об'єднатися під час поділу клітин. Іноді, однак, гібрид зазнає подвоєння хромосом, або поліплоїдію. За наявності однакових наборів хромосом, здатних до клітинного поділу, гібрид може стати плідним й утворити новий вид відповідно до концепції біологічного виду. В перші десятиліття XX століття шведський вчений Арне Мюнцінг використовував два види рослин для отримання гібрида, в якого відбулося подвоєння хромосом, і в результаті вийшов жабрій, представник родини глухокропивові, що трапляється в природі.⁵¹

Видоутворення шляхом поліплоїдії називають вторинним видоутворенням, щоб відрізнити його від первинного видоутворення – поділу одного виду на два. За словами Дугласа Футуйми, поліплоїдія «не дає нових великих морфологічних характеристик... [і] не спричиняє еволюції нових родів» або більш високих рівнів у біологічній ієрархії.⁵² Тож, хоча вторинне видоутворення через поліплоїдію й спостерігалося у квіткових рослин, воно не є розв'язанням проблеми Дарвіна. Вирішенням було б первинне видоутворення шляхом варіації та добору, чого не спостерігалося.

Дарвін і види, що зароджуються

У 1940 році генетик Річард Голдшмідт стверджував, що «фактів мікроеволюції недостатньо для розуміння макроеволюції». Він зробив висновок:

«Мікроеволюція не веде за межі виду, й типові продукти мікроеволюції, географічні раси, не є видами, що зароджуються».⁵³

Дарвін використовував термін «вид, що зароджується» (incipient species) для позначення різновиду одного виду, який, на його думку, перебуває в процесі становлення нового виду: «Я вважаю, що добре помітний різновид можна справедливо назвати видом, що зароджується».⁵⁴ Але як ми можемо дізнатися, чи перебувають два різновиди (або раси) в процесі перетворення на окремі види? Сенбернари й чихуахуа – два різновиди собак (Canis lupis familiaris), які з анатомічних причин не схрещуються між собою природним чином. Чи можуть вони стати окремими видами? Айни, що живуть на півночі Японії, і кунги, що живуть на півдні Африки, належать до виду людей (Homo sapiens sapiens). Хоча представники обох груп, безсумнівно, могли б схрещуватися між собою, без сучасних технологій, що дають змогу масово переміщати людей по всьому світу, вони були б (для всіх практичних цілей) репродуктивно ізольованими географічно, лінгвістично й культурно. Чи є вони, таким чином, видами, що зароджуються? Очевидно, що дарвінський термін «види, що зароджуються» – це теоретичне передбачення, а не доказ.

Походження нового виду?

Іноді ми читаємо в новинах про те, що вчені нарешті помітили походження нового виду. Однак такі випадки незмінно є або прикладами видоутворення, що зароджується, або випадками, коли вчені на основі вже існуючих видів роблять висновок про те, як вони могли розділитися в минулому.⁵⁵ Спостережні докази первинного видоутворення все ще відсутні.

1992 року біолог-еволюціоніст Кіт Стюарт Томсон написав: «Незавершеною справою для біологів є визначення беззаперечного доказу еволюції», а «беззаперечним доказом еволюції є видоутворення, а не локальна адаптація та диференціація популяцій». До Дарвіна, пояснює Томсон, було заведено вважати, що види можуть змінюватися тільки в певних межах; справді, століття штучного добору, здавалося б, продемонстрували такі межі експериментально. «Дарвіну довелося показати, що ці межі можуть бути порушені, – писав Томсон, – і нам теж».⁵⁶

У 1996 році біологи Скотт Гілберт, Джон Опіц й Рудольф Рафф написали:

«Генетика могла б бути адекватною для пояснення мікроеволюції, але мікроеволюційні зміни частоти генів не розглядалися як такі, що здатні перетворити рептилію на ссавця або рибу на амфібію. Мікроеволюція розглядає адаптації, які стосуються виживання найсильніших, а не появи найсильніших».

Вони дійшли висновку:

«Походження видів – проблема Дарвіна – залишається невирішеною».⁵⁷

Докази первинного видоутворення

Англійський бактеріолог Алан Лінтон зайнявся пошуком доказів первинного видоутворення й 2001 року дійшов висновку:

«У літературі немає жодного доказу того, що один вид еволюціонував в інший. Бактерії, найпростіша форма самостійного життя, ідеально підходять для такого роду досліджень: час їхньої генерації становить від двадцяти до тридцяти хвилин, а чисельність популяції досягається через вісімнадцять годин. Але за 150 років існування науки бактеріології немає жодних доказів того, що один вид бактерій перетворився на інший... Оскільки немає жодних доказів зміни видів між найпростішими формами одноклітинного життя, не дивно, що немає жодних доказів еволюції від прокаріотичних [наприклад, бактеріальних] до еукаріотичних [наприклад, рослинних і тваринних] клітин, не кажучи вже про все різноманіття вищих багатоклітинних організмів».⁵⁸

У 2002 році біологи-еволюціоністи Лінн Маргуліс й Доріон Саган написали:

«Видоутворення, чи то на далеких Галапагосах, чи то в лабораторних клітках з дрозофілами [плодовими мушками], чи то в переповнених скам'янілостями відкладеннях палеонтологів, дотепер не вдалося простежити безпосередньо».⁵⁹

Один невірний аргумент Дарвіна

Дарвін назвав «Походження видів» «одним довгим аргументом».⁶⁰ Це був аргумент проти доктрини, згідно з якою види були створені й аргумент, який висував гіпотезу про те, що всі живі істоти є зміненими нащадками одного або декількох спільних предків. Але 1859 року ця гіпотеза не була підтверджена й доказів її існування досі недостатньо. Гомологія перетворилася на колове міркування. Скам'янілості залишаються в кращому разі непереконливими (і, найімовірніше, суперечать дарвінському градуалізму), а молекулярна філогенія пронизана невідповідностями. Природний добір і мутації призводять не більше ніж до змін всередині існуючих видів. А походження видів – центральна проблема Дарвіна – залишається невирішеною.

Можливо, «Походження видів» й було однією довгою суперечкою, але з погляду емпіричної науки постійні заяви про те, що докази еволюції «незаперечні»⁶¹ (як висловився Річард Докінз), краще назвати одним довгим блефом.