Введение

Чарльз Дарвин предложил свою теорию эволюции в книге «О происхождении видов», которая вышла в 1859 году. В ней он утверждал, что биоразнообразие обусловлено естественным отбором, благоприятствующим особям, которые лучше приспособлены к окружающей среде.

Особи с генами превосходящих признаков оставляют больше потомства, которое также обладает генами превосходящих признаков. Со временем эти особи конкурируют с низшими особями, и вся популяция становится носителем высших признаков. Это может привести к появлению улучшенного или нового вида.

Дарвин также предположил, что все организмы происходят от общего предка, жившего в далеком прошлом. Таким образом, теория Дарвина предполагает общее происхождение (общий предок) для всех организмов, вариации в популяциях, вызывающие различия в приспособленности и естественный отбор этих признаков в борьбе за выживание. Эти процессы предполагают постепенное, медленное изменение в течение длительного периода времени с многочисленными промежуточными стадиями в морфологии и сложности организмов по мере их эволюции.

Для своей теории Дарвин собирал данные как по живым организмам, так и по окаменелостям. В начале своей карьеры он совершил научно-исследовательское кругосветное путешествие, которое продолжалось почти пять лет.¹ Особое значение имели записи и образцы, сделанные в Южной Америке и на Галапагосских островах.

Вернувшись в Англию, Дарвин также расспрашивал фермеров о том, как они получают новые породы животных, а также изучал, как выводились породы модных голубей путем поиска незначительных вариаций и их подчеркивания с помощью селективного спаривания. Этот метод, который широко применялся в Англии и других странах для получения желаемых признаков у животных и растений, он назвал искусственным отбором.

Прочитав «Опыт закона о народонаселении» экономиста Томаса Мальтуса,² Дарвин начал видеть сходство между тем, как селекционеры получают новые вариации, и своими наблюдениями за вариациями на Галапагосских островах и в других местах. Мальтус утверждал, что рост численности населения опережает предложение продовольствия, вызывая борьбу за ресурсы. В результате бедные, низшие социальные слои подвергаются лишениям, голоду и болезням в большей степени, чем обеспеченные люди.

Наблюдая за процессом искусственного отбора, проводимого фермерами, Дарвин начал думать, что вариации могут спонтанно возникать в природе и что борьба за выживание является постоянной чертой мира природы, как это изобразил Мальтус в человеческой популяции. В борьбе за ресурсы особи с выгодными признаками будут предпочтительнее слабых или менее приспособленных. Возникающая конкуренция отсеивала непригодных. Таким образом, естественный отбор будет играть роль селекционера, постепенно отбирая более приспособленных особей и в конечном итоге уничтожая слабых или менее приспособленных, и все это происходит медленно, постепенно, в течение очень долгого времени.

Естественный отбор привел бы к появлению новых видов и вымиранию других. Все организмы, от скромных дождевых червей до величественных африканских львов, от рыб на Галапагосах до британских дворян, произошли от общего предка в далеком прошлом, который развивался путем вариаций и естественного отбора в мире, изобилующем борьбой.

Дарвин и летопись окаменелостей

Дарвин рассматривал эволюцию как медленный и неуклонный процесс, в ходе которого виды постепенно превращаются в новые виды в течение длительного времени. Он считал, что ископаемые останки должны служить доказательством его теории эволюции.³

В Южной Америке естествоиспытатель собирал кости вымерших животных и видел слои раковин в горах Чили, которые, казалось, подтверждали утверждение Чарльза Лайелла о том, что Земля медленно, постепенно изменяется. История жизни, записанная в горных породах, стала бы подтверждением его теории.

Однако окаменелости оказались не самым убедительным доказательством эволюционной теории. Дарвин осознавал эту проблему и прекрасно понимал, что его оппоненты будут использовать эти доказательства против его теории.

Хотя Дарвин мог объяснить незначительные изменения, наблюдаемые у галапагосских вьюрков, он знал, что его теория не сможет объяснить происхождение основных типов при том разбросе признаков, который наблюдается как в ископаемом состоянии, так и в настоящее время, от моллюсков до млекопитающих и от мха до клена. Чтобы его теория получила поддержку, он должен был показать, что окаменелости рассказывают историю постепенного изменения на протяжении миллионов лет и что в летописи присутствуют формы с переходной морфологией, а также представлено постепенное появление видов, семейств и различных групп организмов.

Однако необходимые доказательства оказались неуловимыми, и Дарвин понимал, что распри неизбежны, поскольку его теория противоречила некоторым важным особенностям естественной истории Земли.

Внезапное появление

Gogia – иглокожее из кембрийских слоев. Эхинодермы появляются внезапно в нижнекембрийских отложениях в большом разнообразии и сложности, без следов эволюционных предков или промежуточных звеньев с другими формами жизни.Во-первых, теория Дарвина находится в противоречии с ископаемыми данными о происхождении основных групп организмов. Ископаемые останки вовсе не показывают, что это постепенный процесс.

Например, сам Чарльз Дарвин размышлял о резком появлении «высших растений» (ангиоспермов) в ископаемом материале. Самые ранние окаменелости этих растений были найдены в середине мелового периода, и они отличались обескураживающим разнообразием размеров и форм. Это было похоже на расцвет растений, а не на постепенное появление, как предполагала его теория.

Дарвин назвал это резкое появление разнообразных высших растений «отвратительной загадкой» и «самым сложным для понимания явлением».⁴ Хотя имеются разрозненные сообщения о предполагаемых ангиоспермах из триасовых и юрских слоев, критическая оценка этих сообщений показывает, что пока ни одно из них не дает однозначного доказательства существования ангиоспермов до мелового периода.⁵

Дарвин также был озадачен внезапным появлением кембрийских окаменелостей (сейчас это называют «кембрийским взрывом жизни»):

«На вопрос, почему мы не находим большое количество окаменелостей, относящихся к этим предполагаемым ранним периодам, предшествующим кембрийской системе, я не могу дать удовлетворительного ответа».⁶

До сих пор палеонтологи не дали удовлетворительного ответа на вопрос, почему так много форм жизни внезапно появилось в кембрийских слоях. Но та же проблема возникает и в других слоях пород выше кембрия, где различные группы животных и растений появляются без предков в более низких слоях.

За последние 160 лет наши знания об ископаемых безмерно расширились, но проблемы, которые признавал Дарвин, так и не были решены. Многие ученые признают эту проблему, но лишь немногие осмеливаются заявить о ней публично. Исключением является Т. С. Кемп, который в 1999 году утверждал:

«Наблюдаемая картина окаменелостей неизменно несовместима с градуалистическим эволюционным процессом».⁷

Дарвин знал это, и современные палеонтологи негласно признают это.

Отсутствие промежуточных форм

Второе противоречие теории эволюции Дарвина с ископаемыми данными также связано с закономерностью появления новых видов организмов.

Дарвин предположил, что старые виды постепенно превращаются в новые виды, причем существенные различия накапливаются в течение длительного времени. Если вариации видов происходят, а морфологические изменения постепенны, то мы ожидали бы увидеть в ископаемых «бесконечно многочисленные промежуточные формы»,⁸ то есть животных и растения с промежуточными анатомическими признаками, демонстрирующими переход к новым планам тела.

Также должны существовать промежуточные формы их внутренних органов, особенно у тех животных, которые предположительно эволюционировали из водной среды в наземную или наоборот. Хотя промежуточные внутренние признаки, как ожидается, не будут зафиксированы в горных породах, поскольку они относятся к мягким тканям, в горных породах должно быть много окаменелостей с промежуточными анатомическими признаками. Их должны быть миллионы благодаря предполагаемому длительному времени эволюции на Земле.

Дарвин был строгим приверженцем градуализма и был настолько убежден в его истинности, что даже бросил вызов своим читателям, чтобы они оспорили его теорию, утверждая:

«Если бы можно было продемонстрировать существование какого-либо сложного органа, который не мог бы образоваться в результате многочисленных последовательных незначительных модификаций, моя теория полностью разрушилась бы».⁹

Однако Дарвин знал, что его взгляд на жизнь натолкнулся на серьезный камень преткновения – ископаемые организмы. В главе под названием «О несовершенстве геологической летописи» он честно признается:

«...количество промежуточных разновидностей, существовавших ранее, [должно быть] поистине огромным. Почему же тогда каждая геологическая формация и каждый пласт не полны таких промежуточных звеньев? Геология, безусловно, не обнаруживает ни одной такой тонко градуированной органической цепи; и это, пожалуй, самое очевидное и серьезное возражение, которое можно выдвинуть против теории».¹⁰

Несмотря на серьезные проблемы с ископаемыми, Дарвин верил, что новые открытия позволят обнаружить многочисленные переходные формы, которых требовала его теория. Однако это не так, и несколько палеонтологов открыто признали это.

Дэвид Пол, бывший куратор геологии в Чикагском музее естественной истории им. Филда, написал в 1979 году,

«Сейчас прошло около 120 лет после Дарвина, и знания об ископаемых значительно расширились... По иронии судьбы, мы имеем даже меньше примеров эволюционного перехода, чем во времена Дарвина. Под этим я подразумеваю, что некоторые классические случаи дарвиновских изменений в ископаемых, такие как эволюция лошади в Северной Америке, пришлось отбросить или изменить в результате получения более подробной информации...»¹¹

Доказательства переходных форм между более высокими таксономическими уровнями отряда, класса и типа либо оспариваются, либо отсутствуют. Несомненно, в настоящее время известно, что в ископаемых организмах не существует повсеместной модели постепенности.

Это особенно верно для высших таксонов, таких как семейства, отряды и классы, которые появляются в ископаемых резко и не имеют переходных форм между собой. Данный факт несколько десятилетий назад признал палеонтолог Джордж Гейлорд Симпсон, который утверждал, что:

«[Регулярное] отсутствие переходных форм не ограничивается млекопитающими, а является почти универсальным феноменом, что уже давно было отмечено палеонтологами. Это верно почти для всех классов животных, как позвоночных, так и беспозвоночных... это верно для классов и основных типов животных, и это, по-видимому, также верно для аналогичных категорий растений».¹²

Совсем недавно другие исследователи подтвердили природу ископаемых останков высших таксонов. Например, комментируя внезапное появление многочисленных типов на докембрийской/кембрийской границе осадочных пород и отсутствие промежуточных видов или таксонов между ними и гипотетическими предками, Валентайн и др. утверждают:

«Эта ситуация фактически справедлива для большинства отрядов беспозвоночных и в течение остального фанерозоя. Не существует цепочек таксонов, постепенно ведущих от предкового состояния к новому порядковому типу тела. Отряды выглядят скорее как отличительные подразделения классов, чем как сегменты в каком-то морфологическом континууме».¹³

Что на самом деле говорят Валентайн и др.? Они утверждают, что даже на более низких таксономических уровнях, таких как классы и отряды, где ископаемые останки должны демонстрировать богатое содержание промежуточных форм, отсутствует морфологический континуум. На всех таксономических уровнях ископаемая летопись не соответствует дарвиновскому постулату о постепенном преобразовании видов.

В летописи окаменелостей нет переходных форм, которых требует теория эволюции. Это было самым серьезным возражением против теории, когда она была представлена в книге «О происхождении видов», и, несмотря на периодические заявления об ископаемых промежуточных формах, факт заключается в том, что разрыв между теорией и данными не только сохраняется, но и увеличивается по мере обнаружения все большего количества окаменелостей.

Окаменелости не показывают постепенного перехода в морфологии и сложности, которого требует теория.

В окаменелостях основные группы (высшие таксоны семейств, отрядов, классов и т.д.) организмов возникают внезапно и полностью сформированными, очень сложными и диверсифицированными, многие из них имеют широкое географическое распространение и хорошо приспособлены к окружающей среде. Это противоположно тому, что предсказывает теория эволюции.

Дарвин надеялся, что отсутствие ископаемых промежуточных форм (неполнота окаменелостей) объясняется недостатком знаний – в его время было мало что известно, и многие районы мира оставались неисследованными на предмет окаменелостей. Однако эта надежда исчезла среди палеонтологов, которые теперь признают, что отсутствие переходных форм – реальность, а не выдумка.

По словам Артура Л. Баттсона III, «дарвиновская эволюция предсказывает регулярное присутствие переходных форм. Окаменелости показывают их регулярное отсутствие».¹⁴

Стазис: Без изменений после первоначального появления

Третье противоречие между дарвинизмом и ископаемыми – это явление стазиса. Как только ископаемые виды появляются в слое осадочных пород, они остаются практически неизменными в течение всего времени существования летописи. Стазис в окаменелостях выражается в неизменности и постоянстве признаков на протяжении, как считается, больших промежутков времени между внезапным появлением вида или его исчезновением и настоящим временем.

Суть дарвиновской эволюции заключается в постоянных изменениях. Однако стабильность, а не постепенная трансформация существенно отличающихся планов тела, является нормой. Даже светило эволюции Стивен Джей Гулд, покойный профессор геологии и палеонтологии Гарвардского университета, признал, что история большинства ископаемых видов включает две особенности очень несовместимые с градуализмом: застой и внезапное появление:

«История большинства ископаемых видов включает две особенности, особенно несовместимые с градуализмом: 1) Стазис. Большинство видов не демонстрируют никаких направленных изменений во время своего пребывания на Земле. Они появляются в окаменелостях практически в том же виде, в котором исчезли, морфологические изменения обычно ограничены и не имеют направления; 2) Внезапное появление. В любой локальной области вид не возникает постепенно, путем неуклонного преобразования своих предков; он появляется сразу и полностью сформированным».¹⁵

Paradoxides gracilis – один из многих видов трилобитов, которые появляются внезапно в палеозойских слоях, начиная с кембрийских отложений и выше. Трилобиты – очень сложные организмы, с сочлененным телом и органами чувств. В горных породах сохранился только внешний скелет тела, но мы можем сделать вывод, что внутренняя структура и физиология были такими же сложными, как у современных членистоногих, и они появляются в ископаемом состоянии без записи о постепенном появлении. Существует большое разнообразие морфологических форм с самого первого появления, но они, похоже, не эволюционировали в течение предполагаемых миллионов лет, в течение которых они населяли океаны. Таким образом, помимо примера внезапного появления, они иллюстрируют стазис, оставаясь неизменными в течение длительного геологического времени, пока не вымерли, не оставив промежуточных преемников.

Как внезапное появление ископаемых форм, так и стазис являются значительными проблемами для теории эволюции, поскольку теория предполагает обратное в ископаемых. Исключения из общего паттерна стазиса известны на более низких таксономических уровнях (виды, роды), однако стазис, а не постепенная трансформация, является нормой на протяжении всей геологической летописи жизни. Это крайне проблематично для теории, основой которой являются регулярные постепенные изменения.

В течение 160 лет ученые, работающие в рамках дарвиновской парадигмы, пытались разработать модели и теории для данных, которых не существует. Одна из причин их неспособности создать хорошую модель происхождения основных таксонов заключается в том, что ученые отказывались рассматривать модель стазиса в ископаемых.

Ученые должны непредвзято изучить этот факт и рассмотреть возможность того, что может существовать биологический механизм, препятствующий той степени изменений, которая необходима для возникновения высших таксонов. Эта стабильность предполагает, что существуют естественные процессы, которые вообще не дают произойти крупным эволюционным изменениям. Это было продемонстрировано в лаборатории тысячами опытов по экспериментально вызванным мутациям у плодовых мушек и других организмов.

Независимо от того, насколько сильно и как часто изменяется ДНК, эти организмы остаются такими, какие они есть, не развивая новых структур, хотя они могут производить пагубные признаки. Организмы обладают встроенной устойчивостью к генетическим изменениям, которая не позволяет им впадать в серьезные трансформации, и даже небольшие изменения являются буфером. Стазис является нормой.

Дарвиновская эволюция основана на случайных генетических вариациях и естественном отборе, но до сих пор ученые не смогли показать, как эти механизмы могут создавать новые планы тела, структуры, сложность и разнообразие. Похоже, что нормой является стабильность, а не постепенные изменения, и именно это мы видим в окаменелостях.

Разнообразие видов и морфологическая дифференциация

Четвертое противоречие относится к преобладающей схеме палеонтологической последовательности форм жизни.

Дарвиновская теория предсказывает, что постепенное накопление незначительных изменений (генетических вариаций) должно привести к значительным различиям между организмами, порождая новые планы тела и высшие таксоны. Видовое разнообразие представляет собой количество видов, присутствующих в экосистеме.

Дифференциация, с другой стороны, – это то, насколько морфологически они отличаются друг от друга. Например, морская экосистема, состоящая из одного вида крабов, одного вида морских трав, одного вида морских ежей и одного вида акул, будет иметь очень низкое разнообразие, но очень высокую дифференциацию – планы тела (морфология) присутствующих видов сильно отличаются друг от друга.

То, что мы видим в окаменелостях в нижнекембрийских слоях, где зафиксирован «взрыв» жизни, – это множество новых форм (планов тела) с относительно небольшим количеством видов на каждую из них. Другими словами, разнообразие должно предшествовать дифференциации, но ископаемая летопись показывает, что дифференциация предшествует разнообразию – противоположность тому, что предсказывает дарвиновская эволюция.

В кембрийских слоях появляются почти все типы метазой¹⁶ с минерализованными скелетными образованиями, а также многие типы, не имеющие таковых. Единственный современный тип, имеющий достаточное количество окаменелостей, появившийся в породах выше кембрия, – это тип Bryozoa.¹⁷ Основные планы тела или темы появляются в породах внезапно, а затем следуют лишь незначительные вариации ранее существовавших тем. Эта закономерность широко распространена в ископаемых остатках даже в низших таксономических рангах, таких как отряды и семейства.

Насекомые – хороший пример. Их принято считать классом (Insecta) в составе типа Arthropoda. За исключением нескольких ископаемых насекомых (таких как Collembola) в девонских слоях, летопись состоит из внезапного появления множества форм в верхнекаменноугольных и пермских слоях.

Как зафиксировано в горных породах, всплеск различных форм (дифференциация) насекомых предшествует увеличению числа видов (разнообразие).¹⁸ Согласно дарвиновской теории, ископаемые должны фиксировать обратное: большое число видов, возникающих постепенно (разнообразие), за которыми в конечном итоге следует появление множества различных планов тела.

Почти каждая группа животных и растений следует этой модели низкого разнообразия и высокой дифференциации, когда они впервые появляются в осадочных породах. Таким образом, ископаемая летопись внезапного появления множества морфологий не соответствует ожидаемому дарвиновскому постепенному, поэтапному появлению.

Иллюзия Дарвина

Как объяснялось выше, теория Дарвина сосредоточена на отборе благоприятных или положительных признаков у организмов с незначительными вариациями. Его теория эволюции путем естественного отбора была основана на выводах, сделанных на основе искусственного отбора признаков у голубей, овец, лошадей и других животных.

Дарвин увидел, что фермеры и селекционеры могут производить овец с более густой шерстью, собак с длинными, тощими ногами для бега и быстрых лошадей, контролируя процесс размножения, чтобы вызвать появление желаемых признаков и сформировать «улучшенную» популяцию. Дарвин полагал, что такие вариации постоянно происходят в более широком масштабе в природных популяциях, и постепенные изменения постепенно создают новые планы тела. Однако факты противоречили его постулатам.

Если бы Дарвин разработал теорию для объяснения фактических данных, наблюдаемых в мире природы, он должен был бы прийти к противоположному выводу. Вместо того чтобы предлагать теорию, объясняющую, как виды и планы тел возникают в результате постепенных изменений, ему следовало бы разработать теорию, объясняющую, как виды не изменяются поэтапно.

Доказательства стазиса и стабильности основных планов тела имелись в окаменелостях и в живых формах, которые Дарвин мог рассмотреть, но он предпочел их проигнорировать.

Заключение

Теория эволюции Дарвина предполагает наличие вариаций в организмах, которые передаются следующему поколению. Эти вариации проходят естественный отбор, наиболее приспособленные выживают и оставляют все более приспособленных потомков. Со временем постепенные вариации накапливаются, создавая новые органы, новые структуры и новые морфологии.

Доказательства постепенного изменения должны наблюдаться в мире природы, а также в окаменелостях. Однако мир природы не демонстрирует постепенности среди различных групп организмов, а ископаемые организмы не обладают теми характеристиками, которые требует теория.

Теория предполагает постепенное появление различных планов тела с увеличением разнообразия видов в течение длительного времени. Вместо этого, в кембрийских слоях наблюдается внезапное появление множества различных планов тела (высокая дифференциация) и низкое количество видов (разнообразие), что противоположно тому, чего требует теория.

Возникающие планы тела и виды, которые их характеризуют, остаются стабильными на протяжении всей истории, претерпевая лишь незначительные изменения, если они вообще есть, за миллионы лет истории. Этот феномен стазиса также противоположен тому, что требует теория, а именно постепенным изменениям в морфологии и физиологии.

Постепенные изменения должны быть заметны в виде множества промежуточных форм или переходных морфологий в окаменелостях, однако они отсутствуют, за небольшими исключениями, которые оспариваются многими палеонтологами.

Таким образом, дарвиновская эволюция ставится под сомнение своими собственными предположениями. Трудности возникают в тех же биологических механизмах, которые, как предполагается, порождают постепенные изменения.

До сих пор большинство ученых остаются верными дарвиновской теории постепенных изменений, несмотря на то, что ископаемые свидетельства не подтверждают ее.

После 160 лет существования дарвинизма науке нужна более совершенная теория, объясняющая, как возникает разнообразие, и теория, объясняющая, почему виды остаются неизменными, не эволюционируя постепенно в нечто существенно иное.