Вступ

Чарльз Дарвін запропонував свою теорію еволюції у книзі «Про походження видів», що вийшла 1859 року. У ній він стверджував, що біорізноманіття зумовлене природним добором, який сприяє особам, що краще пристосовані до довкілля.

Особи з генами переважаючих ознак залишають більше потомства, яке також має гени переважаючих ознак. Згодом ці особини конкурують з нижчими особинами, й популяція стає носієм вищих ознак. Це може призвести до появи покращеного або нового виду.

Дарвін також припустив, що всі організми походять від загального предка, який жив у далекому минулому. Отже, теорія Дарвіна передбачає загальне походження (загальний предок) всіх організмів, варіації в популяціях, що викликають розбіжності в пристосованості й природний добір цих ознак в боротьбі за виживання. Ці процеси передбачають поступові, повільні зміни протягом тривалого часу з численними проміжними стадіями в морфології та складності організмів у міру їхньої еволюції.

Для своєї теорії Дарвін збирав дані як серед живих організмів, так і серед скам'янілостей. На початку своєї кар'єри він здійснив науково-дослідну навколосвітню подорож, яка тривала майже п'ять років.¹ Особливе значення мали записи та зразки, отримані в Південній Америці та на Галапагоських островах.

Повернувшись до Англії, Дарвін також розпитував фермерів про те, як вони отримують нові породи тварин і навіть вивчав, як виводили породи модних голубів шляхом пошуку незначних варіацій та їх виділення за допомогою селективного спарювання. Метод, який широко застосовувався в Англії та інших країнах для отримання бажаних ознак у тварин та рослин, він назвав штучним добором.

Прочитавши «Досвід закону про народонаселення» економіста Томаса Мальтуса,² Дарвін почав бачити подібність між тим, як селекціонери отримують нові варіації й своїми спостереженнями за варіаціями на Галапагоських островах та в інших місцях. Мальтус стверджував, що зростання чисельності населення випереджає пропозицію продовольства, викликаючи боротьбу за ресурси. В результаті бідні, нижчі соціальні верстви зазнають поневірянь, голоду та хвороб більшою мірою, ніж забезпечені люди.

Спостерігаючи процес штучного добору, проведеного фермерами, Дарвін почав думати, що варіації можуть спонтанно виникати в природі й що боротьба за виживання є постійною рисою світу природи, як це змалював Мальтус в людській популяції. В боротьбі за ресурси особини з вигідними ознаками будуть кращі за слабких або менш пристосованих. Конкуренція, яка виникла, відсіватиме непридатних. Таким чином, природний добір відіграватиме роль селекціонера, поступово відбираючи більш пристосованих особин і, зрештою, знищуючи слабких або менш пристосованих, і все це відбувається повільно, поступово протягом дуже довгого часу.

Природний добір призвів би до появи нових видів та вимирання інших. Всі організми від скромних дощових хробаків до величних африканських левів, від риб на Галапагосах до британських дворян, походять від загального предка в далекому минулому, який розвивався шляхом варіацій та природного добору в світі, що рясніє боротьбою.

Дарвін й літопис скам'янілостей

Дарвін розглядав еволюцію як повільний і неухильний процес, в ході якого види поступово перетворюються на нові види протягом тривалого часу. Він вважав, що викопні рештки повинні стати доказом його теорії еволюції.³

В Південній Америці дослідник природи збирав кістки вимерлих тварин й бачив шари мушель в горах Чилі, які, здавалося, підтверджували дкмку Чарльза Лайелла про те, що Земля повільно, поступово змінюється. Історія життя, записана в гірських породах, стала б підтвердженням його теорії.

Проте скам'янілості виявилися не дуже переконливим доказом еволюційної теорії. Дарвін усвідомлював цю проблему й чудово розумів, що його опоненти використовуватимуть ці докази проти його теорії.

Хоча Дарвін міг пояснити незначні зміни, що спостерігаються в галапагоських зябликів, він знав, що його теорія не зможе пояснити походження основних типів при такій різниці ознак, яка спостерігається як у викопному стані, так і в теперішнй час від молюсків до ссавців й від моху до клена. Щоб його теорія отримала підтримку, він мав показати, що скам'янілості розповідають історію поступової зміни протягом мільйонів років і що в літописі присутні форми з перехідною морфологією, а також представлена поступова поява видів, родин та різних груп організмів.

Однак необхідні докази виявились невловимими, й Дарвін розумів, що чвари неминучі, оскільки його теорія суперечила деяким важливим особливостям природної історії Землі.

Раптова поява

Gogia – голкошкіре з кембрійських шарів. Ехінодерми з'являються раптово в нижньокембрійських відкладах у великій різноманітності та складності, без слідів еволюційних предків чи проміжних ланок з іншими формами життя.По-перше, теорія Дарвіна перебуває в протиріччі з даними скам'янілостей про походження основних груп організмів. Викопні рештки зовсім не показують, що це поступовий процес.

Наприклад, сам Чарльз Дарвін розмірковував про різку появу «вищих рослин» (ангіоспермів) у викопному матеріалі. Найраніші скам'янілості цих рослин були знайдені в середині крейдового періоду, й вони відрізнялися розмаїттям розмірів та форм, що не могло не бентежити. Це було схоже на розквіт рослин, а не на поступову появу, як передбачала його теорія.

Дарвін назвав цю різку появу різноманітних вищих рослин «жахливою загадкою» й «найскладнішим для розуміння явищем».⁴ Хоча є розрізнені повідомлення про передбачувані ангіосперми з тріасових та юрських верств, критична оцінка цих повідомлень показує, що поки що жодне з них не дає однозначного доказу існування ангіоспермів до крейдового періоду.⁵

Дарвін також був спантеличений раптовою появою кембрійських скам'янілостей (зараз це називають «кембрійським вибухом життя»):

«На питання, чому ми не знаходимо велику кількість скам'янілостей, які стосуються цих передбачуваних ранніх періодів, що передують кембрійській системі, я не можу дати задовільної відповіді».⁶

Досі палеонтологи не дали задовільної відповіді на питання, чому так багато форм життя раптово з'явилося в кембрійських шарах. Але та сама проблема виникає й в інших шарах порід вище кембрію, де різні групи тварин і рослин з'являються без предків у нижчих шарах.

За останні 160 років наші знання про сккам’янілості безмірно розширилися, але проблеми, які визнавав Дарвін, так і не було вирішено. Багато вчених визнають цю проблему, але лише деякі наважуються заявити про неї публічно. Таким винятком є Т. С. Кемп, який у 1999 році стверджував:

«Спостережувана картина скам'янілостей незмінно несумісна з градуалістичним еволюційним процесом».⁷

Дарвін знав це й сучасні палеонтологи негласно визнають це.

Відсутність проміжних форм

Друге протиріччя теорії еволюції Дарвіна з даними сккм’янілостей також пов'язане із закономірністю появи нових видів організмів.

Дарвін припустив, що старі види поступово перетворюються на нові види, причому суттєві відмінності накопичуються протягом тривалого часу. Якщо варіації видів відбуваються, а морфологічні зміни поступові, то ми очікували б побачити в сккм’янілостях «нескінченно численні проміжні форми»,⁸ тобто тварин і рослин з проміжними анатомічними ознаками, що демонструють перехід до нових планів тіла.

Також повинні існувати проміжні форми їх внутрішніх органів, особливо в тих тварин, які, ймовірно, еволюціонували з водного середовища в наземне або навпаки. Хоча проміжні внутрішні ознаки, як очікується, не будуть зафіксовані в гірських породах, оскільки вони відносяться до м'яких тканин, в гірських породах має бути багато скам'янілостей із проміжними анатомічними ознаками. Їх мають бути мільйони завдяки передбачуваному тривалому часу еволюції Землі.

Дарвін був твердим прихильником градуалізму й був настільки переконаний в його істинності, що навіть кинув виклик своїм читачам, щоб вони заперечили його теорію, стверджуючи:

«Якби можна було продемонструвати існування якогось складного органу, який не міг би утворитися внаслідок численних послідовних незначних модифікацій, моя теорія повністю зруйнувалася б».⁹

Однак Дарвін знав, що його погляд на життя натрапив на серйозний камінь спотикання – викопні організми. В розділі під назвою «Про недосконалість геологічного літопису» він чесно зізнається:

«...кількість проміжних різновидів, що існували раніше, [повинна бути] воістину величезною. Чому ж тоді кожна геологічна формація і кожен пласт не наповнені таких проміжних ланок? Геологія, безумовно, не виявляє жодного такого тонко градуйованого органічного ланцюга; й це, мабуть, найочевидніше і серйозне заперечення, яке можна висунути проти теорії».¹⁰

Незважаючи на серйозні проблеми зі сккм'янілостями, Дарвін вірив, що нові відкриття дозволять виявити численні перехідні форми, яких вимагала його теорія. Однак, це не так, і кілька палеонтологів відкрито визнали це.

Девід Пол, колишній куратор геології в природничому музеї Чикаго ім. Філда, написав у 1979 році,

«Зараз минуло близько 120 років після Дарвіна, й знання про скам'янілості значно розширилися... За іронією долі, ми маємо навіть менше прикладів еволюційного переходу, ніж за часів Дарвіна. Під цим я маю на увазі, що деякі класичні випадки дарвінівських змін в скам’янілостях, такі як еволюція коня в Північній Америці, довелося відкинути або змінити в результаті отримання більш детальної інформації...»¹¹

Докази перехідних форм між вищими таксономічними рівнями ряду, класу та типу або заперечуються, або відсутні. Безсумнівно, нині відомо, що у викопних організмів немає загальної моделі поступовості.

Це особливо вірно для вищих таксонів, таких як родини, ряди та класи, які з'являються в скам'янілостях раптово й не мають перехідних форм між собою. Цей факт кілька десятиліть тому визнав палеонтолог Джордж Гейлорд Сімпсон, який стверджував, що:

«[Регулярна] відсутність перехідних форм не обмежується ссавцями, а є майже універсальним феноменом, що вже давно було відзначено палеонтологами. Це вірно майже для всіх класів тварин, як хребетних, так і безхребетних... це вірно для класів та основних типів тварин, і це, мабуть, також вірно для аналогічних категорій рослин».¹²

Нещодавно інші дослідники підтвердили природу викопних решток вищих таксонів. Наприклад, коментуючи раптову появу численних типів на докембрійській/кембрійській межі осадових порід та відсутність проміжних видів або таксонів між ними та гіпотетичними предками, Валентайн та ін. стверджують:

«Ця ситуація фактично справедлива для більшості рядів безхребетних протягом решти фанерозою. Не існує ланцюжків таксонів, які поступово ведуть від предкового стану до нового порядкового типу тіла. Ряди виглядають скоріше як відмінні підрозділи класів, ніж сегменти в якомусь морфологічному континуумі».¹³

Що насправді говорять Валентайн та ін? Вони стверджують, що навіть на нижчих таксономічних рівнях, таких як класи та ряди, де викопні рештки мають демонструвати багатий вміст проміжних форм, немає морфологічного континууму. На всіх таксономічних рівнях викопний літопис не відповідає дарвінівському постулату про поступове перетворення видів.

В літописі скам'янілостей немає перехідних форм, яких вимагає теорія еволюції. Це було найсерйознішим запереченням проти теорії, коли вона була представлена в книзі «Про походження видів», і, незважаючи на періодичні заяви про викопні проміжні форми, факт полягає в тому, що розрив між теорією та даними не тільки зберігається, а й збільшується за мірою виявлення дедалі більшої кількості скам'янілостей.

Скам'янілості не показують поступового переходу до морфології та складності, якого вимагає теорія.

В скам'янілостях основні групи (вищі таксони родин, рядів, класів тощо) організмів виникають раптово й повністю сформованими, дуже складними й диверсифікованими, багато з них мають широке географічне поширення й добре пристосовані до навколишнього середовища. Це протилежне тому, що передбачає теорія еволюції.

Дарвін сподівався, що відсутність сккам’янілих проміжних форм (неповнота скам'янілостей) пояснюється недоліком знань – в його час було мало що відомо, й багато районів світу залишалися недослідженими щодо скам'янілостей. Однак ця надія зникла серед палеонтологів, які тепер визнають, що відсутність перехідних форм є реальністю, а не вигадкою.

За словами Артура Л. Баттсона III, «дарвінівська еволюція передбачає регулярну присутність перехідних форм. Скам'янілості показують їхню регулярну відсутність».¹⁴

Стазис: Без змін після початкової появи

Третя суперечність між дарвінізмом та скам’янілостями – це явище стазису. Як тільки сккм’янілі види з'являються в шарі осадових порід, вони залишаються практично незмінними протягом усього існування літопису. Стазис в скам'янілостях виявляється в незмінності й сталості ознак протягом, як вважається, великих проміжків часу між раптовою появою виду чи його зникненням і теперішнім часом.

Суть дарвінівської еволюції полягає в постійних змінах. Проте стабільність, а не поступова трансформація істотно відмінних планів тіла, є нормою. 

Навіть світило еволюції Стівен Джей Гулд, покійний професор геології та палеонтології Гарвардського університету, визнав, що історія більшості сккм’янілих видів включає дві особливості дуже несумісні з градуалізмом: застій і раптова поява:

«Історія більшості сккм’янілих видів включає дві особливості, особливо несумісні з градуалізмом: 1) Стазис. Більшість видів не демонструє жодних спрямованих змін під час свого перебування на Землі. Вони з'являються в скам'янілостях практично в тому самому вигляді, в якому зникли, морфологічні зміни зазвичай обмежені та не мають напрямку; 2) Раптова поява. В будь-якій локальній ділянці вид не виникає поступово шляхом неухильного перетворення своїх предків; він з'являється відразу й повністю сформованим».¹⁵

Paradoxides gracilis – один із багатьох видів трилобітів, які з'являються раптово в палеозойських шарах, починаючи з кембрійських відкладень та вище. Трилобіти – дуже складні організми, зі зчленованим тілом та органами чуттів. В гірських породах зберігся лише зовнішній скелет тіла, але ми можемо зробити висновок, що внутрішня структура й фізіологія були такими самими складними, як в сучасних членистоногих, і вони з'являються в скам'янілостях без ознак поступової появи. Існує велика різноманітність морфологічних форм з першої появи, але вони, схоже, не еволюціонували протягом передбачуваних мільйонів років, протягом яких вони населяли океани. Таким чином, окрім прикладу раптової появи, вони ілюструють стазис, залишаючись незмінними протягом тривалого геологічного часу, доки не вимерли, не залишивши проміжних наступників.

Як раптова поява викопних форм, так і стазис є значними проблемами для теорії еволюції, оскільки теорія передбачає зворотне в скам'янілостях. Винятки із загального патерну стазису відомі на нижчих таксономічних рівнях (види, роди), проте стазис, а не поступова трансформація, є нормою протягом усього геологічного літопису життя. Це дуже проблематично для теорії, основою якої є регулярні поступові зміни.

Протягом 160 років вчені, які працюють в рамках дарвінівської парадигми, намагалися розробити моделі та теорії для даних, яких не існує. Одна з причин їхньої нездатності створити хорошу модель походження основних таксонів полягає в тому, що вчені відмовлялися розглядати модель стазису в скам'янілостях.

Вчені повинні неупереджено вивчити цей факт й розглянути можливість того, що може існувати біологічний механізм, що перешкоджає тій мірі змін, яка необхідна для виникнення вищих таксонів. Ця стабільність передбачає, що є природні процеси, які взагалі не дають статися великим еволюційним змінам. Це було продемонстровано в лабораторії тисячами дослідів з експериментально викликаних мутацій у плодових мушок та інших організмів.

Незалежно від того, наскільки сильно й як часто змінюється ДНК, ці організми залишаються такими, якими вони є, не розвиваючи нових структур, хоча вони можуть виробляти згубні ознаки. Організми мають вбудовану стійкість до генетичних змін, яка не дозволяє їм впадати в серйозні трансформації, й навіть невеликі зміни є буфером. Стазис є нормою.

Дарвінівська еволюція ґрунтується на випадкових генетичних варіаціях та природному доборі, але досі вчені не змогли показати, як ці механізми можуть створювати нові плани тіла, структури, складність та різноманітність. Схоже, що нормою є стабільність, а не поступові зміни, й саме це ми бачимо в скам'янілостях.

Різноманітність видів та морфологічна диференціація

Четверте протиріччя належить до прийнятої схеми палеонтологічної послідовності форм життя.

Дарвінівська теорія передбачає, що поступове накопичення незначних змін (генетичних варіацій) має призвести до значних відмінностей між організмами, породжуючи нові плани тіла та вищі таксони. Видове розмаїття є кількість видів, присутніх в екосистемі.

Диференціація, з іншого боку, це те, наскільки морфологічно вони відрізняються один від одного. Наприклад, морська екосистема, що складається з одного виду крабів, одного виду морських трав, одного виду морських їжаків та одного виду акул, матиме дуже низьку різноманітність, але дуже високу диференціацію – плани тіла (морфологія) присутніх видів дуже відрізняються один від одного.

Те, що ми бачимо в скам'янілості в нижньокембрійських шарах, де зафіксовано «вибух» життя, – це безліч нових форм (планів тіла) із відносно невеликою кількістю видів на кожну з них. Інакше кажучи, різноманітність має передувати диференціації, але викопний літопис показує, що диференціація передує розмаїттю – протилежність тому, що передбачає дарвінівська еволюція.

В кембрійських шарах з'являються майже всі типи метазоїв¹⁶ з мінералізованими скелетними утвореннями, а також багато типів, що не мають таких. Єдиний сучасний тип, що має достатню кількість скам'янілостей, які з'явились в породах вище кембрію, – це тип Bryozoa.¹⁷ Основні плани тіла чи теми з'являються в породах раптово, а потім з'являються лише незначні варіації раніше існуючих тем. Ця закономірність широко поширена у викопних рештках навіть в нижчих таксономічних рангах, таких як ряди та родини.

Комахи – гарний приклад. Їх прийнято вважати класом (Insecta) в складі типу Arthropoda. За винятком кількох викопних комах (таких як Collembola) в девонських шарах, літопис складається з раптової появи безлічі форм у верхньокам'яновугільних і пермських шарах.

Як зафіксовано в гірських породах, сплеск різних форм (диференціація) комах передує збільшенню числа видів (різноманітність).¹⁸ Згідно з дарвінівською теорією, скам’янілості повинні фіксувати зворотнє: велика кількість видів, що виникають поступово (різноманітність), за якими зрештою слідує поява безлічі різних планів тіла.

Майже кожна група тварин і рослин дотримується цієї моделі низької різноманітності та високої диференціації, коли вони вперше з'являються в осадових породах. Таким чином, викопний літопис раптової появи безлічі морфологій не відповідає очікуваній дарвінівській поступовій, поетапній появі.

Ілюзія Дарвіна

Як пояснювалося вище, теорія Дарвіна зосереджена на доборі сприятливих чи позитивних ознак в організмів з незначними варіаціями. Його теорія еволюції шляхом природного добору була грунтована на висновках, зроблених на основі штучного добору ознак у голубів, овець, коней та інших тварин.

Дарвін побачив, що фермери та селекціонери можуть виводити овець з густішою шерстю, собак з довгими, худими ногами для бігу та швидких коней, контролюючи процес розмноження, щоб викликати появу бажаних ознак та сформувати «покращену» популяцію. Дарвін вважав, такі варіації постійно відбуваються в ширшому масштабі в природних популяціях й поступові зміни поступово створюють нові плани тіла. Проте факти суперечили його постулатам.

Якби Дарвін розробив теорію пояснення фактичних даних, які у світі природи, він мав би дійти протилежного висновку. Замість того щоб пропонувати теорію, яка пояснює, як види і плани тіл виникають в результаті поступових змін, йому слід було розробити теорію, яка пояснює, як види не змінюються поетапно.

Докази стазису й стабільності основних планів тіла були в скам'янілостях й живих формах, які Дарвін міг спостерігати, але він вважав за краще їх проігнорувати.

Висновок

Теорія еволюції Дарвіна передбачає наявність варіацій в організмах, що передаються наступному поколінню. Ці варіації проходять природний добір, найбільш пристосовані виживають і залишають дедалі більше пристосованих нащадків. Згодом поступові варіації накопичуються, створюючи нові органи, нові структури та нові морфології.

Докази поступової зміни повинні спостерігатися в світі природи, а також в скам'янілостях. Однак світ природи не демонструє поступовості серед різних груп організмів, а викопні організми не мають тих характеристик, які вимагає теорія.

Теорія передбачає поступову появу різних планів тіла зі збільшенням різноманітності видів протягом тривалого часу. Натомість, в кембрійських шарах спостерігається раптова поява безлічі різних планів тіла (висока диференціація) та низька кількість видів (різноманітність), що протилежно тому, чого вимагає теорія.

Виникаючі плани тіла та види, які їх характеризують, залишаються стабільними протягом усієї історії, зазнаючи лише незначних змін, якщо вони взагалі є, за мільйони років історії. Цей феномен стазису також протилежний тому, що вимагає теорія, а саме поступовим змінам в морфології та фізіології.

Поступові зміни повинні бути помітні у вигляді безлічі проміжних форм або перехідних морфологій в скам'янілостях, однак вони відсутні, за невеликими винятками, які заперечуються багатьма палеонтологами.

Таким чином, дарвінівська еволюція ставиться під сумнів своїми власними припущеннями. Труднощі виникають в тих самих біологічних механізмах, які, як передбачається, породжують поступові зміни.

Досі більшість вчених залишаються вірними дарвінівській теорії поступових змін, незважаючи на те, що викопні свідчення не підтверджують її.

Після 160 років існування дарвінізму науці потрібна досконаліша теорія, яка пояснює, як виникає різноманітність, і теорія, яка пояснює, чому види залишаються незмінними, не еволюціонуючи поступово в щось суттєво інше.