О неразумии эволюции

Багоцкий С.В.
(«ХиЖ», 2015, №9)

Последнее время в нашем отечестве приобрели популярность идеи креационизма. Согласно этим идеям, разнообразие форм жизни, существующее ныне на Земле, — результат не биологической эволюции, а Творения. Самые убежденные креационисты предполагают, что Высший Разум (чтобы не задевать чувства людей верующих, я не буду употреблять слово «Бог») сотворил виды живых организмов такими, какими они существуют в настоящее время. В лучшем случае признают, что в процессе эволюции могли возникнуть разные виды одного и того же рода, а самый первый вид, положивший начало роду, был сотворен.

Разумеется, каждый гражданин вправе иметь и высказывать свои взгляды по любому вопросу. И можно было бы не обращать внимания на отдельных граждан, отрицающих эволюцию. Однако распространенность такого мнения свидетельствует о падении авторитета науки в глазах общественности. Для многих людей религиозные сочинения оказываются более авторитетными источниками, чем научные труды. Поэтому критика господ креационистов и их взглядов представляется в высшей степени актуальной задачей.


s20150926 evol1.jpg
Живые существа, сотворенные Высшим Разумом, были бы прекрасны, гармонировали бы друг с другом и Вселенной, как это показано в Великолепном часослове герцога Беррийского (XV век). И, конечно, не имели бы грубых недоделок


Кровообращение: версия 1.0


Давайте попытаемся проанализировать какую-то биологическую проблему и посмотрим, какие предсказания по поводу ее решения может сделать креационизм, а какие — эволюционная теория. Например, проблему устройства кровеносной системы в разных группах позвоночных животных. Этот анализ весьма поучителен тем, что мы можем четко сказать, какой была бы кровеносная система в разных группах позвоночных в случае справедливости эволюционной теории и в случае справедливости креационистских представлений.

Кровеносная система снабжает питательными веществами и кислородом все органы и ткани организма, одновременно унося из них углекислый газ и разные вредные вещества. Она выполняет и другую полезную работу, однако на ней я не буду останавливаться.

Кровеносная система рыб, унаследованная ими от организмов, подобных ланцетнику, устроена просто и логично. Бедная кислородом и богатая углекислым газом кровь собирается в брюшной кровеносный сосуд, по которому течет вперед. На брюшном кровеносном сосуде располагается сердце — периодически сокращающаяся и расслабляющаяся мускулистая «груша». При сокращении сердца кровь выталкивается вперед, но, когда оно расслабляется, вернуться назад кровь уже не может. Этому мешают клапаны, закрывающиеся при расслаблении.

Сердце рыб состоит из двух последовательно соединенных камер: предсердия и желудочка. Вначале кровь поступает в предсердие, а затем — в желудочек. Клапаны, перекрывающие поток крови при расслаблении сердца, находятся на перегородке между предсердием и желудочком и на выходе из желудочка.

Сосуды, по которым кровь поступает в сердце, принято называть венами, а те, по которым кровь уходит из сердца, — артериями. Кровяное давление в артериях значительно выше, чем венах. Это давление создается в итоге сокращениями сердца.

Ярко-красную кровь, богатую кислородом и бедную углекислым газом, называют артериальной, а темно-пурпурную, в которой мало кислорода, но много углекислого газа, — венозной. Использование одних и тех же терминов для кровеносных сосудов и для крови создает путаницу, так как во многих случаях по артериям течет венозная кровь (например, у человека и других млекопитающих — по артериям, ведущим из сердца в легкие), а по венам — артериальная. Для простоты мы будет далее называть артериальную кровь «красной», а венозную — «синей», как их принято обозначать на схемах.

s20150926 evol2.jpg

Выйдя из сердца рыбы, кровь продолжает течь по продолжению брюшного кровеносного сосуда. Этот сосуд, расположенный спереди от сердца, является уже не веной, а артерией, хотя течет по нему венозная кровь. А затем от брюшного кровеносного сосуда вправо и влево последовательно ответвляется несколько пар сосудов, которые идут к жабрам, — жаберные артерии. В жабрах они распадаются на множество тонких капилляров, где кровь обогащается кислородом и отдает углекислый газ. Затем капилляры снова сливаются в сосуды, которые впадают в корни аорты, расположенные вдоль тела рыбы. У рыб их два — правый и левый. Позади места впадения жаберных сосудов корни аорты сливаются в единую спинную аорту.

Сосуды, отходящие от корней аорты и спинной аорты, несут красную кровь ко всем органам тела. В этих органах сосуды распадаются на капилляры, где кровь отдает кислород и получает углекислый газ. На выходе из органов капилляры вновь соединяются в крупные сосуды, по которым обогащенная СО2 кровь возвращается в брюшной кровеносный сосуд.

Таким образом, кровеносную систему рыб можно рассматривать в виде круга, по которому циркулирует кровь. При этом синяя и красная кровь нигде не смешиваются.

А наземные позвоночные получают кислород и отдают углекислый газ не через жабры, а через легкие. Поэтому их кровеносная система устроена по-другому. Давайте поставим себя на место Высшего Разума и подумаем о том, как сконструировать кровеносную систему, обслуживающую легочное дыхание.


Выход на сушу и новое техзадание


Как хорошо известно, Высший Разум всемогущ и всеблаг. Всемогущество Высшего Разума означает, что для Него нет ограничений в перестройке конструкций творимых Им объектов. А всеблагость означает, что Высший Разум творит Свои конструкции в самой лучшей (или, как принято говорить в инженерных кругах, оптимальной) форме. Высший Разум и халтура — понятия несовместимые. Иную точку зрения следует рассматривать как большой грех.

Вряд ли можно сомневаться в том, что Всемогущий и Всеблагой Высший Разум просто подключил бы легкие к кровеносной системе параллельно жабрам, а сами жабры и ведущие к ним кровеносные сосуды удалил бы из конструкции (оставив их лишь у некоторых, если ему так милы двоякодышащие). В любом случае получилась бы простая и эффективная схема, в которой красная кровь никогда не смешивается с синей. Эта конструкция подходит и для земноводных, и для пресмыкающихся, и для птиц с млекопитающими.

Точно так же поступал и человеческий разум, создавая новые технические устройства. Он не стал постепенно переделывать паровоз в самолет, а сразу изготовил принципиально новую конструкцию. Хотя иногда и человек-конструктор действует как природа, путем последовательных трансформаций создавая дизайн железнодорожного вагона на основе кареты, — этот пример описал Конрад Лоренц и увидел в нем нечто родственное биологической эволюции (см. «Химию и жизнь», 2014, № 11). Здравомыслящий инженер не может одобрить этот консервативно-робкий, лишенный творческой жилки подход.

Но именно такой подход мы видим у наземных позвоночных животных, дышащих легкими. Налицо ряд постепенных перестроек кровеносной системы, промежуточные звенья которой не просто неоптимальны, но и явно несовершенны. Давайте посмотрим, что это за звенья.

Граждане, забывшие школьный курс биологии, обычно считают, что легкие впервые возникли у земноводных. Это заблуждение. Легкие появляются уже у некоторых костных рыб, например кистеперых и двоякодышащих.

Если мы предполагаем сотворение жизни Высшим Разумом, то вопрос, из чего образовались легкие, бессмыслен. Высший Разум может создать любой орган из ничего. Однако с точки зрения теории эволюции подобное невероятно, и вопрос о том, из чего образовались легкие, приобретает смысл.

Для представителей типа хордовых (к которому помимо позвоночных принадлежат и некоторые другие животные, например ланцетник) характерно образование выростов кишечника. Из этих выростов сформировались хорда (опорная структура, на поверхности которой в дальнейшем появляется позвоночник), под желудочная железа, печень, плавательный пузырь рыб. Легкие — такой же вырост, возможно, они возникли как раз из плавательного пузыря или же из какой-то подобной ему структуры.

Так или иначе, выросты, ставшие в дальнейшем легкими, появились задолго до легочного дыхания. Как и все органы тела, они орошались кровью, которая приносила кислород и забирала углекислый газ. Кровь, поступающая в будущие легкие, была красной, а кровь, которая из них выходила, — синей. Сосуд, приносящий кровь из сердца в этот мешкообразный вырост, отходил от спинной аорты, а отводящий кровь впадал в брюшную вену.

Чтобы превратить легкие в органы, поставляющие в кровь кислород, нужно было пустить в них синюю кровь под высоким давлением, а выходящую красную кровь подавать туда, где она нужна, — в другие органы и ткани.

Первую проблему легко решили уже двоякодышащие и кистеперые рыбы. У них появились принципиально новые кровеносные сосуды, отходящие от задних жаберных артерий вблизи их основания и идущие в легкие. Эти сосуды были названы легочными артериями.

А вот куда подавать красную кровь дальше? Хорошо бы в спинную аорту или ее корни. Тогда легкие окажутся подключенными параллельно жабрам. Но эта логичная конструкция не реализовалась: кровь продолжала уходить из легких старыми путями — в брюшной кровеносный сосуд, куда собиралась синяя кровь со всех концов тела. Конструкция получилась явно неудачной: красная кровь, поступавшая из легких, смешивалась с венозной кровью, идущей со всех концов тела.

Доработанная версия была чуть лучше: еще у тех же двоякодышащих и кистеперых рыб красная кровь из легких стала поступать не в брюшной кровеносный сосуд, а прямо в сердце через отдельное отверстие. Это позволило запустить процесс длительных эволюционных преобразований, в результате появились приспособления, препятствующие полному смешиванию красной и синей крови. Эти приспособления были несовершенными и до поры до времени отнюдь не радикальными. (Очевидно, Высший Разум справился бы лучше.)

У рыб, получающих кислород с помощью легких, в предсердии появилась продольная перегородка — пока еще не сплошная. Предсердие разделилось на две половинки, в одну из которых поступала синяя кровь из всех концов тела, а в другую — красная кровь из легких. Это уменьшило смешивание красной и синей крови в предсердии, но не ликвидировало полностью — перегородка, повторим, была не сплошной. Кровь поступала в желудочек попеременно то из левой, то из правой половинки предсердия. Благодаря особенностям сокращения разных частей тела она распределялась в несколько разных направлениях (в частности, более красная кровь отправлялась преимущественно в мозг, а более синяя — в легкие).

У взрослых земноводных полностью исчезли жаберное дыхание и жаберные капилляры. Жаберные артерии, в которых текла смешавшаяся в желудочке сердца красная и синяя кровь, начали подавать кровь непосредственно в корни аорты. Кровь в этих корнях оказалось значительно более синей, чем у двоякодышащих рыб, и это, конечно, было плохо.

Несколько уменьшить этот недостаток позволила складка в кровеносном сосуде, который выходит из желудочка (его называют артериальным конусом и нередко рассматривают как часть сердца). Эта складка направляла более синюю кровь в сосуд, идущий к легким, а более красную — в сосуды, ведущие к корням аорты. Проблемы со снабжением кислородом разных частей тела помогло решить и кожное дыхание.

У бесхвостых земноводных (лягушки и жабы) продольная перегородка в предсердии стала сплошной, красная и синяя кровь смешивались только в желудочке, поступая туда через разные отверстия. Сердце позвоночных стало полностью трехкамерным, а не двухкамерным, как у рыб. У лягушек два предсердия и один желудочек.

У хвостатых земноводных (тритонов, саламандр) перегородка в предсердии осталась не сплошной. Кроме того, у них сохранился очень нехороший и явно вредный пережиток прошлого. Как мы помним, кровь в легкие пошла по новому кровеносному сосуду, ответвляющемуся от задних жаберных артерий. Но ведь в жаберных артериях должен был сохраниться и более старый проток, по которому кровь текла в жабры, а затем в корни аорты. После исчезновения жабр этот ранее полезный проток стал очень вредным, ведь он подавал в корни аорты столь же синюю кровь, что текла и в легкие.

Этот «короткий путь» между легочными артериями и корнями аорты называют боталловым протоком. В процессе эволюции он был обречен на исчезновение, но исчез не сразу. Боталлов проток сохранился у хвостатых земноводных и у некоторых пресмыкающихся. Более того, он появляется на определенных стадиях эмбрионального развития у многих млекопитающих, в том числе и у человека. В норме он затем зарастает, однако изредка рождаются дети с незаросшим боталловым протоком. Если таких детей вовремя не прооперировать, жизнь их будет короткой.

Такие «пережитки прошлого», из полезных ставших бесполезными, а зачастую и вредными, принято называть рудиментами. Их не без основания считают важным доказательством биологической эволюции. Ибо подлинно благочестивый человек не может и подумать о том, что Высший Разум способен создать такое безобразие.


Еще немного рационализаций


Легкие у земноводных слабенькие. Дело в том, что у них нет ни развитых ребер, ни грудной клетки и засасывать воздух в легкие они не могут. Они воздух заглатывают. Поэтому улучшение строения легких им никаких перспектив не открывает. А вот у пресмыкающихся появились ребра и грудная клетка, что повлекло за собой радикальное усовершенствование легких, позволило отказаться от кожного дыхания и покрыть тело роговыми чешуями. Усовершенствовалась и их кровеносная система.

У земноводных кровь из сердца выходит через одно-единственное отверстие — артериальный конус. А затем брюшная аорта распадается на два сосуда, ведущих к легким (легочные артерии), два сосуда, ведущих в спинную аорту (дуги аорты), и два сосуда, ведущих в переднюю часть корней спинной аорты и затем в мозг (сонные артерии). Сосуды, ведущие к корням аорты и в мозг, образовались из передней пары жаберных артерий, ведущие в спинную аорту — из второй пары жаберных артерий, ведущие в легкие — из задней (четвертой) пары. Третья пара жаберных артерий полностью исчезает.

А у пресмыкающихся кровь из желудочка сердца выходит через два (иногда три) независимых выхода. По одному выходу кровь идет в легкие, а по одному или двум других — в корни аорты. И нетрудно сообразить, что выход в легкие расположен в той половине желудочка, куда поступает кровь из «синего» предсердия, а выход (или выходы) в корни аорты — в той половине, куда поступает кровь из «красного» предсердия. Венозная кровь преимущественно отправляется насыщаться кислородом и отдавать CO2, артериальная несет кислород органам — еще один шажок вперед.

Предсердия пресмыкающихся, как и у земноводных, полностью разделены продольной перегородкой на две половинки. Более того, у них возникает продольная перегородка и в желудочке, хотя у большинства пресмыкающихся она не сплошная. Эта перегородка еще уменьшает смешивание красной и синей крови. Чтобы полностью разделить их, нужна совсем незначительная доработка: достаточно сделать перегородку в желудочке сплошной, а сердце — четырехкамерным. При этом оно окажется полностью разделенным на две половинки, через одну потечет красная кровь, а через другую - чисто синяя.

У одной из групп пресмыкающихся — крокодилов — перегородка, разделяющая два желудочка, стала сплошной, а сердце четырехкамерным. Однако полностью разделить красную и синюю кровь им не удалось. Кровеносная система этих рептилий устроена весьма сложно, и ее подробное описание выходит за рамки настоящей статьи. Отметим лишь, что у крокодилов сохраняются и правая, и левая дуги аорты. При этом правая дуга аорты несет красную кровь, а левая — синюю.

Полное разделение артериальной и венозной крови возникло только у птиц и млекопитающих.

Птицы — достаточно близкие родственники крокодилов. Некоторые зоологи даже относят их к одному классу позвоночных животных, хотя крокодилы и не летают. Главное отличие кровеносных систем птиц и крокодилов состоит в том, что у птиц полностью исчезает левая дуга аорты и смешивание красной и синей крови прекращается. Млекопитающие решают ту же задачу несколько иным способом: у них исчезает правая дуга аорты. Сосуд, распадающийся на левую дугу аорты и две сонные артерии, у них отходит от красного желудочка, а от синего желудочка, так же, как у крокодилов и птиц, отходят легочные артерии. Оба конструктивных решения дают один и тот же практический результат: два круга кровообращения наконец-то полностью разделены.

Различия в устройстве кровеносной системы свидетельствуют о том, что формирование четырехкамерного сердца и одной дуги аорты у птиц и млекопитающих проходило независимо. И действительно, эволюционные линии, ведущие к тем и другим, разделились очень давно, по-видимому еще в каменноугольном периоде.

Главным следствием разделения красной и синей крови у птиц и млекопитающих стали интенсификация обменных процессов и появление возможности поддерживать постоянную температуру тела. А это, в свою очередь, позволило создать высокосовершенный мозг. Секрет успеха птиц и млекопитающих заключается в том, что в мире животных они самые умные.


Выводы


Сравнение кровеносных систем разных групп животных демонстрирует нам картину постепенного пошагового улучшения ранее достигнутых результатов. Непохоже на озарения гениального изобретателя, силою своей творческой воли сотворившего мир живых организмов! Поэтому внимательное изучение кровеносной системы позвоночных — весьма эффективное противоядие от креационистских взглядов.

В русском языке (а возможно, и в других) есть грубое выражение «делать что-либо через...» — зоологи и медики сказали бы «через задний проход», эмбриологи — «через первичный рот», потому что именно так они называют отверстие, формирующееся у эмбриона на самых ранних стадиях, то самое отверстие, из которого в ходе развития позвоночных животных получается отнюдь не ротовая полость. Очевидно, что данное выражение вполне применимо к формированию высокосовершенного кровообращения птиц и млекопитающих. В итоге конструкции кровеносных систем многих позвоночных животных, мягко говоря, неоптимальны. Любой уважающий себя слесарь-сантехник высказал бы по их поводу много нелестного.

С моей точки зрения, попытка приписать создание столь бестолковых конструкций Высшему Разуму — чистейшей воды богохульство. Гораздо благочестивее предположить, что Высший Разум сотворил такую Вселенную, жизнь в которой могла эволюционировать по механизмам, в общих чертах изложенных Чарльзом Дарвином в книге «Происхождение видов».

Разные разности

07.11.2017 10:00:00
...в США проект гражданской науки Citizen Continental-America Telescopic Eclipse собрал наблюдения затмения Солнца 21 августа с 55 телескопов, что позволило создать высококачественный видеоролик о солнечной короне («Nature», 2017, 548, 7669, 504—505, doi: 10.1038/548504a)... >>
26.10.2017 10:00:00

Не секрет, что во всем мире есть группы людей, которые пытаются судить о человеке не по его талантам, а по той крови, что течет в его жилах. Одно время было популярно измерять форму черепа или носа, но этих измерителей ждал печальный конец. Теперь же появился абсолютный маркер – личный геном.

>>
25.10.2017 10:00:00
Удаленная работа бьет по транспорту — человек не ездит на службу, соответственно, не покупает ни билеты на автобус и метро, ни автомобиль. Сейчас наметилась еще одна жертва цифровой экономики — владельцы офисных помещений: многие работники свободных профессий отказываются от найма офисов и перемещаются в кафе. >>
01.10.2017 10:00:00
...согласно моделированию с учетом общепринятых сценариев выброса парниковых газов, в Южной Азии температура и влажность приблизятся к опасному для здоровья человека пределу, а в некоторых регионах превысят его уже к концу XXI века («Science Advances», 2017, 3, 8, e1603322, doi: 10.1126/sciadv.1603322)... >>
01.09.2017 10:23:00

...возможно, 39—59% площадей кофейных плантаций в Эфиопии из-за климатических изменений станут непригодными для выращивания кофе, однако охрана лесов и перемещение плантаций могут даже увеличить подходящие площади в четыре раза и более («Nature Plants», 2017, 3, 17081, doi: 10.1038/nplants.2017.81)...

>>