В книге «Логика научного открытия» Поппер,
характеризуя этот тип концепций, заметил, что он накладывает принципиальные ограничения на возможности научного познания (подобно пределу, налагаемому скоростью света). Стало очевидным, что движение вперед теперь невозможно, если не поставить задачу выхода за пределы достигнутых рубежей. Для физической теории настал период «нормальной» науки, хотя скорее с двумя парадигмами, чем с одной.
3. БИОЛОГИЯ ПОСЛЕ ДАРВИНА
3.1. Неодарвинизм: Вейсман и де Фриз
Дарвин объяснял механизм наследования приобретенных свойств воздействием среды. Ламарк, как известно, видел внутреннюю тенденцию к совершенствованию. Последнюю точку зрения защищал швейцарец Карл Вильгельм фон Нёгели (18171891) своей теорией ортогенеза (разновидность греческого понятия энтелехии), в разговоре о психохимическом аналоге инерционной механической силы.
Немецкий зоолог Август Вейсман (18341914), представитель неодарвинизма, отверг идею наследуемости приобретенных свойств. В подтверждение своей концепции он отрезал хвосты у новорожденных мышей нескольких поколений. Затем рождались новые мышата с обычными хвостами, вопреки теории наследования приобретенных черт. Эти и другие опыты подтвердили гипотезу, что не среда на самом деле, а внутренние органические факторы ответственны за наследственную информацию. В «Очерке о наследственности и связанных с ней биологических вопросах» (1892) Вейсман отделил понятие гермоплазмы, ответственной за наследование, от понятия телесной плазмы. Гермоплазма наиболее ответственная часть организма, она определяет формы и характеристики телесной плазмы. Тело находится на службе гермоплазмы, делая ее способной к репродукции. В этом причина того, почему некоторые соматические мутации не наследуются.
Вейсман, отталкиваясь от сложных аргументов, попытался объяснить источник изменчивости. Половое размножение, по его мнению, объединяет два генотипа. Это явление как источник изменчивости было названо амфимиксисом. (Позднее генетика воспримет теорию Вейсмана в том ее разделе, который касается комбинации популяционных генов в момент оплодотворения.)
Голландский ботаник Гуго де Фриз (18481935) провел наблюдения над декоративным растением Oenothera lamarckiana. Помимо «нормальных» особей, он обнаружил популяцию особей, сильно отличающуюся от нормальных как высотой (от карликовых до гигантов), так и формой листьев. Де Фриз получил «странные» растения с отклонениями, которые, как оказалось, передаются по наследству. Эволюционная теория получила подтверждение: вид репродуцирует не только нормальные особи, но и, очевидным образом, ненормальные (от 1 до 2%). Эти вариации де Фриз назвал мутациями.
Дарвин связывал отбор с минимальными изменениями. Де Фриз внес коррективы: эволюция не лишена скачков. Любой вид способен на определенном этапе к мутациям, особи могут заметно отдаляться друг от друга и от нормы. Отбор воздействует на этот мутационный материал, и особи эволюционируют по-разному в несхожих средах. Вклад де Фриза в науку можно охарактеризовать двумя тезисами: 1) вариативность (изменчивость) не зависит от среды; 2) отбор действует на внешние изменения, или мутации, способствуя появлению новых черт.
Тем не менее эволюционная теория, хотя и обогащенная идеями Вейсмана и де Фриза, должна была вернуться к нерешенным проблемам: как возникают изменения? Каким образом они репродуцируются? Ответ на эти вопросы в начале нашего столетия дала новая наука генетика.
3.2. Открытие хромосом и новое открытие законов Менделя
законы генетики. Он передал результаты своих исследований Нёгели, который не осознал всей их важности. Мендель скрестил и искусственно вырастил высокую и низкую культуры зеленого сладкого горошка, получив семена только высоких растений. Соотношение выхода высоких к низким растениям, полученным из этих семян, составило 3 к 1%.
Из низких растений далее получились только низкие особи. Из полученных высоких растений 25% от их общего числа производили только высоких потомков, а из остальных 75% 50% высоких и 25% низких особей. Это первый закон Менделя закон сегрегации. Если скрещивать растения или животных, различающихся более чем парой признаков, можно получить всевозможные комбинации. Второй закон Менделя закон независимости наследования.
В конце XIXначале XX веков о законах Менделя вновь вспомнили. Немец Вальтер Флемминг (18431945) при помощи хроматины (окрашивающего состава) обнаружил внутри клеточного ядра нитеобразные хромосомы. Ему удалось пронаблюдать процесс деления клетки (митоз), когда каждая хромосома производит свою копию. Флемминг опубликовал полученные результаты в 1882 г. Эти цитологические исследования продолжил бельгиец Эдвард ван Бенеден (18461910). Он доказал постоянство набора хромосом у каждого вида животных и растений: 46 (23 пары) хромосом у человека, 20 (10 пар) у кукурузы, 12 (6 пар) у мухи, 8 (4 пары) у дрозофилы (муха герой генетики). Каждая пара хромосом состоит из материнской и отцовской хромосомы. Бенеден, кроме того, обнаружил, что в формировании половых клеток (яйцеклетки и сперматозоида) разделению хромосом не предшествует их удвоение. Если бы этот процесс (мейоз) не происходил, то каждый новой индивид, начинающийся с объединения двух клеток, должен был бы иметь двойной набор хромосом.