http://elementy.ru/lib/evolution Происхождение жизни. Наука и вера(Science, Evolution, and Creationism) CORPUS, Издательство «Астрель», 2010 г.Книга, созданная группой экспертов Национальной академии наук США и Американского института медицины, повествует о научных открытиях, подтверждающих истинность теории эволюции и наглядно показывающих эффективность ее применения в разных областях человеческой деятельности — от промышленности и сельского хозяйства до медицины и фармакологии. Титульный лист книги Предисловие Влияние достижений науки и техники на жизнь человека огромно. Еще в XIX веке в большинстве семей можно было ожидать смерти одного или нескольких детей от различных болезней. Сегодня же в Соединенных Штатах и других развитых странах дети умирают от болезней довольно редко. В повседневной жизни мы постоянно полагаемся на технологии, разработка которых стала возможной благодаря применению научных знаний и открытых наукой явлений. Компьютеры и мобильные телефоны, которыми мы пользуемся, машины и самолеты, на которых мы путешествуем, лекарства, которые мы принимаем, и значительная часть пищи, которую мы едим, появились у нас во многом благодаря достижениям науки. Результаты научных исследований позволили повысить уровень жизни, дали людям возможность попасть на орбиту Земли и на Луну, помогли нам по-новому взглянуть на самих себя и на Вселенную, в которой мы живем.Открыть предисловие ››› (‹‹‹ Свернуть предисловие) Обложка английского издания Эволюционная биология была и остается одним из краеугольных камней современной науки. В этой небольшой книге приведены свидетельства того, какую важную роль понимание эволюции сыграло в благосостоянии людей, в частности в предотвращении болезней, создании новых сельскохозяйственных продуктов и появлении промышленных инноваций. В более отвлеченных терминах, эволюция является центральной концепцией биологии, основанной на изучении как древних форм жизни, так и родства и разнообразия современных организмов. Наблюдаемое в наши дни стремительное развитие биологических наук и медицины опирается на принципы, следующие из понимания эволюции. Это понимание было достигнуто и в результате исследований ископаемых остатков живых организмов, о которых мы узнаём все больше и больше, и, не в меньшей степени, благодаря приложению к изучению эволюции современных достижений молекулярной и классической биологии и других естественных наук и связанных с этими достижениями технологий. Разумеется, как и в любой другой развивающейся области науки, в эволюционной биологии остается много интригующих вопросов, пока не имеющих ответа, и в этой книге рассказано о некоторых таких вопросах, которые в настоящее время являются предметом активных научных исследований. И тем не менее опросы общественного мнения по-прежнему говорят о том, что многие люди сомневаются в наших познаниях в области биологической эволюции. Кому-то из них доводилось слышать, что научные сведения об эволюции неполны, ошибочны или сомнительны. Кто-то скептически относится к представлению о том, что естественный процесс биологической эволюции мог привести к возникновению наблюдаемого нами немыслимого множества живых существ, от микроскопических бактерий до китов и гигантских деревьев, от простых губок, живущих на коралловых рифах, до людей, способных размышлять об истории жизни на нашей планете. Кто-то сомневается в том, что можно принимать эволюцию, не отказываясь от своих религиозных убеждений. Данное пособие посвящено всем этим вопросам. Оно написано для того, чтобы предоставить сведения об эволюции тем, кто вовлечен в различные споры об этом предмете. В нем содержится информация о роли, которую эволюция играет в современной биологии, и о причинах, по которым лишь научные объяснения следует включать в курсы изучения наук в государственных школах. К потенциальным читателям книги относятся члены школьных советов, преподаватели научных дисциплин и другие деятели образования, политики, принимающие ответственные решения, юристы и любые другие члены общества, озабоченные тем, чтобы школьники и студенты получали качественное научное образование. Книга адресована широкой аудитории старшеклассников и студентов, а также взрослым, желающим лучше разобраться в доказательствах эволюции и в том, почему эволюция считается одновременно фактом и процессом, объясняющим происхождение разнообразных форм жизни на Земле. Кроме того, исследование эволюции рассматривается в этом пособии в более широком контексте. Здесь дано определение термина «теория» в его научном понимании. Показано, как эволюционная теория отражает природу науки и чем она отличается от религии. Объясняется, почему подавляющее большинство членов научного сообщества признает эволюцию основанием современной биологии. Приведены примеры того, как отдельные ученые и религиозные организации объясняют, почему, с их точки зрения, эволюция и вера не противоречат друг другу. Разъясняется, почему ненаучные альтернативы эволюции, в частности креационизм (в том числе такая его разновидность, как концепция разумного замысла — intelligent design), не следует включать в программы естественно-научных дисциплин в государственных школах. Книга «Происхождение жизни: наука и вера» представляет собой третье издание пособия, впервые выпущенного в 1984 году Национальной академией наук, независимым научным обществом, члены которого избирают в состав Академии новых членов за выдающиеся достижения в области тех или иных наук. В 1863 году Национальная академия получила от Конгресса мандат на консультации федерального правительства по вопросам науки и техники. Учитывая возрастающее значение эволюции в биологии, физике и медицине и в развитии здравоохранения, настоящее новое издание выпущено совместно Национальной академией наук и Институтом медицины. Институт медицины был основан в 1970 году как подразделение Национальной академии наук, задачей которого являются научные консультации по биомедицинским и медицинским вопросам, а также по проблемам здравоохранения. Многие достижения были сделаны эволюционной биологией с тех пор, как вышли первые два издания этой книги. Новое издание включает существенные дополнения, касающиеся этих достижений. Непрерывное пополнение палеонтологической летописи ископаемыми формами жизни дает нам все новые и новые неоспоримые доказательства эволюции. Получены новые данные и новые результаты в области понимания структуры и функций молекул, из которых состоят живые организмы. В частности, была прочитана полная последовательность нуклеотидов ДНК человека. Секвенирование (чтение последовательности) ДНК стало эффективным орудием изучения генетического родства видов. Данные исследований ДНК подтвердили свидетельства, полученные посредством изучения ископаемых, и позволили исследовать эволюцию там, где в палеонтологической летописи по-прежнему остаются пробелы. Совершенно новая область науки, эволюционная биология развития, позволяет ученым изучать, как возникновение наследственных изменений на протяжении всей истории развития жизни видоизменяло формы и функции организмов. Изучение биологической эволюции — одна из наиболее активно развивающихся и перспективных областей во всей современной науке. Не стоит на месте и полемика по вопросам, связанным с эволюцией, происходящая в обществе. В восьмидесятых годах XX века многие противники изучения эволюции в государственных школах поддерживали законопроект, согласно которому учителя биологии были бы обязаны преподавать «научный креационизм», утверждающий, что палеонтологическая летопись и геологическое строение нашей планеты совместимы с представлением о том, что Земля и все живущие на ней существа были созданы всего лишь несколько тысяч лет назад. Крупные судебные разбирательства, в том числе дело, слушавшееся в Верховном суде в 1987 году, привели к заключению, что «наука о сотворении» порождена религиозными убеждениями, а не научными исследованиями и что ее изучение в государственных школах недопустимо, поскольку равнозначно навязыванию школьникам определенных религиозных взглядов. С тех пор противники эволюции избрали новые стратегии. Некоторые из них защищали теорию «разумного замысла», новую форму креационизма, основанную на утверждении, что живые существа слишком сложны, чтобы объяснять их формирование естественными процессами. В 2005 году на историческом судебном процесс в Дувре (штат Пенсильвания) был вынесен вердикт, согласно которому преподавание в государственных школах концепции «разумного замысла» противоречит конституции, все по той же причине — в связи с тем, что она основана на религиозных убеждениях, а не на научных данных. Другие настаивали на том, чтобы обязать преподавателей научных дисциплин рассказывать школьникам о существующих разногласиях в вопросах, связанных с эволюцией. Но в научном сообществе нет разногласий по вопросу, имела ли место эволюция. Напротив, доказательства происхождения живых организмов посредством модификаций (если использовать дарвиновский термин) многочисленны и неоспоримы. За полтора века, отделяющие нас от Дарвина, ученые выяснили в мельчайших подробностях многие механизмы, лежащие в основе биологической изменчивости, наследственности и естественного отбора, и продемонстрировали, как эти механизмы ведут к биологическим изменениям, происходящим во времени. Ввиду огромного объема имеющихся свидетельств ученые относятся к эволюции как к одному из самых достоверных научных фактов. Кроме того, биологи уверены в справедливости своих представлений о механизмах, лежащих в основе эволюции. Эта книга состоит из трех основных глав. Первая глава рассказывает вкратце о процессах эволюции, о природе науки и об отличиях науки и религии. Вторая глава повествует более подробно о множестве известных науке свидетельств эволюции, включающих данные таких разных дисциплин, как астрономия, палеонтология, сравнительная анатомия, молекулярная биология, генетика и антропология. Третья глава посвящена различным взглядам креационистов, в том числе сторонников «разумного замысла», а также научным и юридическим основаниям для отказа от преподавания креационистских воззрений в ходе изучения научных дисциплин в государственных школах. За основными главами следует раздел, содержащий ответы на ряд часто задаваемых вопросов. Приведенный в конце список рекомендуемой литературы включает работы, ссылки на которые есть в тексте пособия, а также другие публикации об эволюции, о природе науки и о религии. Пособие «Происхождение жизни: наука и вера» наглядно показывает, что свидетельства об эволюции вполне совместимы с религиозной верой. Наука и религия представляют собой два разных способа понимания мира. Безосновательные попытки противопоставлять эти два способа друг другу мешают как науке, так и религии помогать человечеству в его стремлении к лучшему будущему. Ральф Чичероне, Харви Файнберг, ^ Франсиско Айала, президентНациональной академии наук президентИнститута медицины США председательавторской комиссии ^ Предисловие к русскому изданию Современная биология неотделима от теории эволюции. Как сказал один из крупнейших биологов-теоретиков XX века Феодосий Григорьевич Добржанский (1900–1975), «ничто в биологии не имеет смысла кроме как в свете эволюции». Так было озаглавлено его эссе, опубликованное в 1973 году, и сегодня эти слова стали еще актуальнее. Эволюционная теория придает смысл, логику и стройность всему гигантскому массиву знаний, накопленных биологией.Открыть предисловие к русскому изданию ››› (‹‹‹ Свернуть предисловие к русскому изданию) Имеющиеся свидетельства эволюции настолько всеобъемлющи, что в рамках современной науки невозможно отрицать реальность миллиардов лет развития жизни на Земле и важнейшую роль естественного отбора в этом процессе. Тем не менее именно это и пытаются делать креационисты — люди, считающие эволюционную теорию несовместимой со своими религиозными убеждениями, касающимися сотворения мира, жизни и человека. Свои взгляды они нередко называют «альтернативной научной теорией», а теорию эволюции объявляют лжеучением, враждебным религии и морали, и источником чуть ли не всех бед современного человечества. В альтернативных научных теориях нет ничего плохого — если это действительно научные теории. Но креационизм лежит вне науки. Он объясняет природные явления действием сверхъестественных сил, принципиально не подлежащим научной проверке. При этом креационисты так и не предложили ни одного научного аргумента, который поставил бы под сомнение реальность эволюции или одного из важнейших ее механизмов — естественного отбора. Так называемая «креационная наука» (она же «наука о сотворении мира») в действительности представляет собой лишь разновидность воинствующего невежества. Все это понятно профессиональным ученым, но, увы, отнюдь не всегда понятно людям, далеким от науки. Многих из них привлекают идеи креационизма. Распространению этих идей способствует целый ряд причин. Настоящая наука сложна, и для освоения ее достижений нужно приложить определенные усилия. Представления об эволюции, подобно другим научным представлениям (например, о вращении Земли вокруг Солнца или о том, что электрон сочетает в себе свойства волны и частицы), совсем не очевидны, если исходить лишь из повседневного опыта. Далеко не у всех людей есть время и желание вникать в те факты и умозаключения, которые лежат в основе эволюционной теории. Кроме того, многих смущает наше происхождение от обезьян, давно доказанное учеными. Креационизм избавляет своих сторонников от «бремени» родства с обезьянами. Предлагаемые креационистами картины происхождения мира и человека хотя и далеки от повседневности, но их усвоение не требует больших усилий. При этом креационисты во многом апеллируют к инфантильным чертам человеческой психики, например к склонности приписывать некую изначальную цель всем окружающим предметам. Мир, в который они зовут, подобен миру маленького ребенка, где тучи существуют, чтобы шел дождик, а львы — чтобы смотреть на них в зоопарке. В этом мире нет места для настоящих научных знаний об эволюции жизни на Земле. Креационисты объявляют эти знания ложными, вредными и даже ненаучными. Мировое научное сообщество обеспокоено усилившейся в последние годы пропагандой креационизма. Противостоять этой пропаганде может лишь популяризация достижений биологии и других естественных наук. Но в наши дни даже профессиональному ученому бывает нелегко ориентироваться в потоке новых фактов, открытий и концепций. А для того, чтобы доходчиво, увлекательно и вместе с тем грамотно рассказать о современной теории эволюции, необходимы не только знания, но и талант популяризатора. Книга «Происхождение жизни: наука и вера» подготовлена большим коллективом специалистов, многие из которых известны и своими достижениями в науке, и успехами в области популяризации научных знаний. Трое из них хорошо знакомы русскоязычным читателям, которые всерьез изучают или изучали биологию. Это Франсиско Айала, один из двух авторов учебника «Современная генетика» (известного среди студентов как «Айала и Кайгер» или просто «Айала»), Брюс Альбертс, первый автор учебника «Молекулярная биология клетки» (называемого «МБК» или «Альбертс») и Питер Рейвн, первый автор учебника «Современная ботаника» (Рейвн, Эверт и Айкхорн). Эта книга — популярное пособие для всех, кто интересуется естественными науками, в том числе для школьников. Ее авторы простыми словами рассказывают о современной эволюционной биологии, а также о том, что такое наука и почему представления креационистов нельзя считать научными. Популярная форма изложения неизбежно сопряжена с упрощением сложных понятий, поэтому книга не претендует на роль справочника по теории эволюции. Она предназначена лишь для первоначального знакомства с основами эволюционной биологии. Креационисты нередко пытаются убедить людей в том, что в современной науке существуют принципиальные разногласия относительно биологической эволюции. Определенные разногласия действительно есть. Они есть в любой области науки, и для науки это нормально. Но сам факт эволюции уже давно перестал быть предметом научных споров. Не вызывает сомнений и существование ряда известных механизмов эволюции, в частности естественного отбора, открытие которого в середине XIX века и положило начало эволюционной теории. Мало кто из грамотных биологов сомневается в том, что известные на сегодня механизмы существуют и играют в эволюции большую роль. Основы эволюционной биологии вовсе не являются объектом серьезных научных разногласий. Очень важно, что книга «Происхождение жизни: наука и вера» призывает к примирению религиозных людей с наукой. Среди ученых, в том числе и биологов, есть как атеисты и агностики, так и люди глубоко верующие. В свою очередь, многие верующие, в том числе богословы, принимают выводы эволюционной биологии и не считают их противоречащими своей вере. И многие ученые, и многие богословы считают, что наука и религия вовсе не обречены на конфликт, поскольку их предметы лежат в разных областях. Естественные науки изучают природные объекты и только их. Научный метод не позволяет изучать сверхъестественное. Поэтому в рамках науки, к примеру, нельзя ни доказать, ни опровергнуть существование Бога (равно как и множество других принципиально непроверяемых идей). Религия же обращена именно к внеприродным сферам, а явления природы интересны в рамках религии лишь постольку, поскольку в них можно усмотреть проявления сверхъестественных, трансцендентных планов бытия. К сожалению, отношения науки и религии не так безоблачны, как многим из нас хотелось бы. По-видимому, это связано прежде всего с тем, что научные данные бывает очень непросто соотнести со священными текстами об истории сотворения мира, жизни и человека. Как, например, примирить религиозное представление о том, что смерть пришла в мир в результате грехопадения первого человека, с палеонтологическими свидетельствами об организмах, вымерших задолго до появления людей? Но важно помнить, что Библия и другие священные книги — это не труды по естествознанию. В отличие от научных статей, они не всегда предполагают буквальное прочтение. В некоторых случаях буквальное прочтение просто невозможно, потому что описания одних и тех же событий в разных частях Библии (в том числе в разных главах Книги Бытия) различаются во многих деталях. Перед богословами стоит много непростых задач, касающихся трактовки священных текстов и согласования религиозных представлений с научными знаниями. Осмыслению эволюционной проблематики с позиций православного вероучения посвящены труды протоиерея Александра Меня, протоиерея Глеба Каледы, священника Антония Лакирева, диакона Андрея Кураева и некоторых других авторов. Эти богословы относятся к науке с уважением и стремятся примирить с ней религию. Креационисты идут по другому пути. Вместо серьезной богословской интерпретации научных данных они призывают отвергнуть эти данные, объявив их плодами обмана и заблуждений. Но идти против науки в наши дни, когда ее достижения проникают во все сферы жизни, довольно сложно. Стоит ли отвергать научные знания на том основании, что они кажутся противоречащими религии? История знает немало примеров достижений науки, которые когда-то казались противоречащими религии, но сегодня признаны почти всеми богословами. Когда-то считалось, что рай находится на облаках, а ад — глубоко под землей. Представление о вращении Земли вокруг Солнца когда-то казалось богохульством, противоречащим библейскому свидетельству о том, что Солнце было сотворено позже Земли и что оно однажды (во время битвы, описанной в Книге Иисуса Навина) остановилось на небе. Благодаря достижениям науки, которые стали всеобщим достоянием, в наши дни уже мало кто утверждает, что рай находится на облаках и что Солнце и планеты вращаются вокруг Земли. Но едва ли эти примеры должны давать верующему человеку повод для огорчений, ведь научные открытия делаются с помощью разума, который, как учит религия, дарован человеку Богом. Книга «Происхождение жизни: наука и вера» была написана для американской аудитории, но она, безусловно, будет полезна и для читателей из России и других стран, где знают русский язык. Противостояние креационистов и эволюционистов в России, особенно споры о преподавании теории эволюции в школе, отчасти напоминает ситуацию в Соединенных Штатах. Показателен первый и пока единственный в России судебный процесс о преподавании эволюции в школе — недавнее дело по иску к Министерству образования РФ и Комитету по образованию Санкт-Петербурга против «безальтернативного навязывания теории Дарвина» в школьном курсе биологии. Этот процесс, как и ряд подобных процессов в США, завершился победой сторонников научного подхода. Суд, в соответствии с Конституцией, провозглашающей светский характер нашего государства, отказал в удовлетворении иска. Однако истцы и их сторонники привлекли к себе всеобщее внимание и тем самым поспособствовали популяризации идей креационизма в нашей стране. Чтобы эти идеи не вводили людей в заблуждение, и нужны книги, подобный той, которую вы держите в руках. Адекватное восприятие теории эволюции в современной России во многом затруднено тем ореолом, который был создан в советское время вокруг Дарвина, основателя эволюционной биологии. Из-за того что советские идеологи включили Дарвина в свой пантеон, его имя и труды стали ассоциироваться с марксистско-ленинской идеологией советских времен и с насаждаемым советским государством атеизмом. Поэтому сегодня очень важно отделять теорию эволюции, начало которой было положено Дарвином, от того идеологического шлейфа, который тянется за ней в массовом сознании. Дарвин (в отличие, например, от Маркса) не был общественным деятелем, и его главные труды посвящены не политике и не религии, а естествознанию. Ни Дарвин, ни современная эволюционная теория нисколько не виноваты в том, что советские идеологи, вслед за классиками марксизма-ленинизма, включили учение Дарвина в каноны своей идеологии. Большинство креационистов в России — православные христиане. При этом Русская православная церковь сегодня не имеет официальной позиции по вопросу об эволюции. Среди православных христиан, в том числе священнослужителей, много креационистов, но немало и эволюционистов. И наоборот, среди ученых, которые внесли свой вклад в развитие эволюционной теории, были и есть православные христиане. В частности, православие исповедовал и упомянутый выше Ф. Г. Добржанский. В свою очередь, его ученик Франсиско Айала, возглавивший авторский коллектив книги «Происхождение жизни: наука и вера», исповедует католицизм и даже имеет богословское образование. Креационисты есть не только среди христиан, но и среди приверженцев ислама, иудаизма, индуизма и многих других религий. Часто это очень разные варианты креационизма, ведь даже представление о едином Боге-Создателе есть не во всех религиях. Священные тексты по-разному описывают историю сотворения или возникновения мира и человека. Однако наука на всех одна. Как примирить научные данные с религиозными убеждениями — непростой вопрос, на который нет единственного устраивающего всех ответа. Но ответ на него должны искать богословы — и должен искать лично для себя каждый верующий. Дело ученых и работников светской системы образования — способствовать тому, чтобы наука развивалась, а ее достижения становились всеобщим достоянием. Быть может, когда-нибудь споры креационистов с эволюционистами уйдут в прошлое, и представления о том, что возраст Земли составляет несколько тысяч лет или что естественный отбор не может быть причиной эволюционных изменений, будут восприниматься как исторические диковинки вроде воззрения, что Земля плоская и лежит на трех китах. Но для этого нужно добиться намного лучшего знакомства всех и каждого с достижениями науки. Мы надеемся, что издание в России книги «Происхождение жизни: наука и вера» поможет этому большому и непростому делу.П. Н. Петров, кандидат биологических наук, переводчик книги А. В. Марков, доктор биологических наук А. А. Оскольский, кандидат биологических наук Н. М. Борисов, доктор технических наук, кандидат физико-математических наук А. М. Гиляров, доктор биологических наук, профессор К. Ю. Еськов, кандидат биологических наук А. Ю. Журавлев, доктор биологических наук А. Б. Шипунов, кандидат биологических наук Благодарности Работа над пособием «Происхождение жизни: наука и вера» получила финансовую поддержку от Совета Национальной академии наук и от фонда Кристиана Джонсона (Christian A. Johnson Endeavor Foundation) в Нью-Йорке.Открыть благодарности ››› (‹‹‹ Свернуть благодарности) Представители тех категорий читателей, для которых предназначена эта книга, рецензировали ее прежде, чем она была направлена основным рецензентам. Около 30 научных обществ из Вашингтона (округ Колумбия) и его окрестностей, Президентское предприятие круговых коммуникаций Национальных академий, Совет Национальной академии наук, Институт биотехнологии в Арлингтоне (штат Вирджиния) и пожертвования, сделанные для Национальной академии наук отдельными дарителями, помогли использовать в работе над книгой отклики потенциальных читателей. Формальное рецензирование предварительного варианта книги было выполнено специалистами, подобранными таким образом, чтобы отразить различные точки зрения в соответствии с процедурой, одобренной Советом Национальной академии наук. Целью независимого рецензирования было обеспечение непредвзятых замечаний, которые позволили бы Академии сделать это пособие как можно более качественным. В интересах защиты общего вклада в работу над пособием сохраняется конфиденциальность комментариев рецензентов и черновых вариантов рукописи. За рецензирование данного пособия мы благодарны следующим специалистам:^ Констанс Бертка (Constance Bertka), директор программы «Диалог о науке, этике и религии» (Dialog on Science, Ethics, and Religion) Американской ассоциации содействия развитию науки (American Association for the Advancement of Science)^ Дональд Бервик (Donald M. Berwick), президент и генеральный директор Института развития здравоохранения (Institute for Healthcare Improvement)Джон Брауман (John I. Brauman), профессор химического факультета Стэнфордского университета (J. G. Jackson–C. J. Wood Professor, Department of Chemistry, Stanford University)^ Джерри Голлаб (Jerry P. Gollub), профессор естествознания и профессор физики, Хаверфордский колледж (J. B. B. Professor in the Natural Sciences and Professor of Physics, Haverford College)Сьюзан Готтесман (Susan Gottesman), заведующая секцией биохимической генетики лаборатории молекулярной биологии Национального института рака Национальных институтов здравоохранения (Biochemical Genetics Section, Laboratory of Molecular Biology, National Cancer Institute, National Institutes of Health)^ Маргарет Кивелсон (Margaret G. Kivelson), профессор астрофизики факультета астрофизики и геологии и Института геофизики и физики планет Университета Калифорнии (Distinguished Professor of Space Physics, Department of Earth and Space Sciences and Institute of Geophysics and Planetary Physics, University of California)^ Джеффри Коплан (Jeffrey P. Koplan), вице-президент по академическому здравоохранению Университета Эмори (Vice-President for Academic Health Affairs, Emory University)Алан Лешнер (Alan I. Leshner), генеральный директор и исполнительный издатель журнала Science Американской ассоциации содействия развитию науки Шэрон Лонг (Sharon R. Long), профессор факультета биологических наук Стэнфордского университета (Steere-Pfizer Professor, Department of Biological Sciences, Stanford University)Бернард Лоу (Bernard Lo), профессор медицины и директор программы по медицинской этике Университета Калифорнии, Сан-Франциско^ Джойс Маркус (Joyce Marcus), профессор антропологии Музея антропологии Университета Мичигана (Robert L. Carneiro Distinguished University Professor of Anthropology, Museum of Anthropology, University of Michigan)^ Эллиот Мейеровиц (Elliot M. Meyerowitz), профессор и председатель отдела биологии Калифорнийского технологического института (George W. Beadle Professor and Chair, Division of Biology, California Institute of Technology)^ Элизабет Набель (Elizabeth G. Nabel), директор Национального института сердца, легких и крови Национальных институтов здравоохранения (National Heart, Lung and Blood Institute, National Institutes of Health)^ Мэтью Нисбет (Matthew C. Nisbet), профессор коммуникаций Школы коммуникаций Американского университета (Professor of Communications, School of Communication, American University)Гордон Орианс (Gordon H. Orians), заслуженный профессор биологического факультета Университета Вашингтона (Department of Biology, University of Washington)^ Филип Пиццо (Philip A. Pizzo), декан, профессор педиатрии, профессор микробиологии и иммунологии Школы медицины Стэнфордского университета (Dean, Carl and Elizabeth Naumann Professor of Pediatrics and of Microbiology and Immunology, Stanford University School of Medicine)^ Дэвид Поликански (David J. Policansky), стипендиат Комиссии по исследованиям окружающей среды и токсикологии Национального исследовательского совета (Scholar, Board on Environmental Studies and Toxicology, National Research Council)^ Стэнли Прузинер (Stanley B. Prusiner), профессор нейробиологии и директор Института нейродегенеративных болезней Университета Калифорнии (Professor of Neurology and Director, Institute for Neurodegenerative Diseases, University of California), Сан-Франциско^ Стивен Райан (Stephen J. Ryan), президент Института глаза Доэни (Doheny Eye Institute)Юджини Скотт (Eugenie C. Scott), исполнительный директор Национального центра научного образования (National Center for Science Education, Inc.), Окленд, Калифорния^ Джудит Скотчмур (Judith G. Scotchmoor), директор образовательных и общественных программ Палеонтологического музея Университета Калифорнии (Education and Public Programs, University of California Museum of Paleontology), Беркли^ Джон Стейвер (John R. Staver), профессор и содиректор Центра исследований и связей естественных наук и математики Университета Пердью (Professor and Co-Director, Center for Research and Engagement in Science and Mathematics, Purdue University)^ Джудит Суэйн (Judith L. Swain), профессор медицины Национального университета Сингапура и исполнительный директор-основатель Сингапурского института клинических исследований (Lien Ying Chow Professor of Medicine, National University of Singapore and Founding Executive Director of Singapore Institute of Clinical Sciences) и приглашенный профессор медицины Университета Калифорнии (Adjunct Professor of Medicine, University of California), Сан-Диего^ Харви Файнберг (Harvey V. Fineberg), президент Института медицины (Institute of Medicine)Вики Чэндлер (Vicki L. Chandler), директор института BIO5 Университета Аризоны (BIO5 Institute, University of Arizona)^ Эдвард Шортлифф (Edward H. Shortliffe), декан Колледжа медицины Университета Аризоны (Dean of the Faculty, The University of Arizona College of Medicine), ФиниксДжойс Эплби (Joyce Appleby), заслуженный профессор факультета истории Университета Калифорнии (Department of History, University of California), Лос-Анджелес Перечисленные выше рецензенты помогли работе над пособием, сделав множество конструктивных замечаний, но к ним не обращались за одобрением содержания пособия и они не видели окончательный вариант рукописи непосредственно перед опубликованием книги. Ответственность за окончательное содержание книги лежит полностью на авторах и на Советах Национальной академии наук и Института медицины. ^ На фото: Стая ржанкообразных птиц (© Photodisc) Глава первая. Эволюция и природа науки Неоспоримых свидетельств биологической эволюции с каждым днем становится все больше. Ученые уже больше полутора веков собирают свидетельства, благодаря которым наши знания о самом факте биологической эволюции и о процессах, лежащих в ее основе, неуклонно расширяются. Ученые изучают как эволюцию, происходившую в прошлом, так и ее продолжение, происходящее в наши дни. К примеру, в 2004 году группа исследователей сделала следующее выдающееся открытие. На острове на крайнем севере Канады они обнаружили ископаемое более метра длиной, обладающее признаками, промежуточными между рыбой и четвероногим позвоночным. Это животное имело жабры, чешую и плавники и, по-видимому, проводило большую часть своей жизни в воде. Но оно также имело легкие и могло изгибать шею, а скелет плавников позволял конечностям поддерживать вес его тела даже на таких мелководьях, где совсем мало воды, или на суше. Благодаря уже открытым на тот момент ископаемым растениям и животным науке было известно немало о среде, в которой обитало это существо. Около 375 миллионов лет назад то, что сейчас называется островом Элсмир (он входит в состав канадской территории Нунавут), было частью обширной равнины, пересеченной множеством извилистых рек. Берега этих рек были покрыты деревьями, папоротниками и другими древними растениями, что создавало подходящую среду для бактерий, грибов и примитивных животных, питавшихся разлагающейся растительностью. Ни одно крупное животное еще не обитало на суше, но океаны уже были населены множеством видов рыб. Некоторые виды рыб жили и в пресной воде рек и болот, питаясь там различными растениями и животными. [Биологическийвид — у организмов, размножающихсяполовым путем, видом называютсовокупность особей, которые могут успеш-но скрещиватьсядруг с другом.] Палеонтологи и раньше находили ископаемые остатки таких мелководных рыб. Кости, лежащие в основании их плавников, были прочнее и сложнее устроены, чем у других рыб. По-видимому, это позволяло им пробираться через заросшие протоки. Кроме того, у них имелись не только жабры, но и слаборазвитые легкие. Палеонтологи также обнаружили, в несколько более поздних осадочных породах, остатки похожих на рыб животных, которые, вероятно, проводили часть жизни на суше. Их называют примитивными четвероногими за их передние и задние плавники, напоминающие слаборазвитые ноги. Обладали они и другими приспособлениями к жизни на суше. Однако открытие новой формы интересно не только тем, что это хорошо сохранившиеся скелетные остатки, но и тем, что ученые, исходя из эволюционных построений, предвидели, что именно они найдут. [Палеонтолог —-ученый, изучающийдревние организмыпо их ископаемымостаткам.] Исследователи, обнаружившие новую находку, работали именно в этом районе на севере Канады, потому что знали из учебников, что там расположены осадочные породы, отлагавшиеся приблизительно 375 миллионов лет назад, как раз тогда, когда, согласно представлениям эволюционистов, мелководные рыбы должны были выйти на сушу. Чтобы добраться до места, исследователям приходилось лететь несколько часов на самолете и на вертолете, и каждое лето они могли проводить раскопки только в течение пары месяцев, пока не выпадал новый снег. На четвертое лето работы в поле им удалось найти именно то, что они ожидали найти. Из обнажения горной породы на склоне холма они извлекли ископаемые остатки организма, которому дали название «тиктаалик» (это слово означает большую пресноводную рыбу на языке эскимосов, живущих на севере Канады). Тиктаалик сохранил многие черты рыбы, но обладает также признаками, свойственными примитивным четвероногим. Что особенно важно, кости внутри его плавников включают дополнительный придаток, напоминающий вершину конечности четвероногого, который, вероятно, помогал животному двигаться и приподниматься на плавниках. Палеонтологи проводили раскопки в этой долине на территории Нунавут в центральной части северной Канады в поисках заключенных в осадочных породах ископаемых остатков древних организмов. Эти породы образовались как раз в те времена, когда первые четвероногие животные начали выходить на сушу. Остатки тиктаалика были обнаружены в темном обнажении горной породы, видном в правой части верхней фотографии.Левые и правые плавники тиктаалика были снабжены одной костью у основания (большие кости в нижней части правого рисунка) и парой промежуточных костей, дающих животному плечо и запястье, как у более позд