Биогенетический закон
Сыграл важную роль в истории развития науки, однако в настоящее время в своем исходном виде не признается современной биологической наукой. [2] [3] По современной трактовке биогенетического закона, предложенной русским биологом А. Н. Северцовым в начале 20 века, в онтогенезе происходит повторение признаков не взрослых особей предков, а их зародышей. [4]
Содержание
История создания
Фактически «биогенетический закон» был сформулирован ещё задолго до возникновения дарвинизма.
В 1828 году Карл Максимович Бэр, основываясь на данных Ратке и на результатах собственных исследований развития позвоночных, сформулировал закон зародышевого сходства: «Эмбрионы последовательно переходят в своем развитии от общих признаков типа ко все более специальным признакам. Позднее всего развиваются признаки, указывающие на принадлежность эмбриона к определенному роду, виду, и, наконец, развитие завершается появлением характерных особенностей данной особи». Бэр не придавал этому «закону» эволюционного смысла (он до конца жизни так и не принял эволюционного учения Дарвина), однако позднее этот закон стал рассматриваться как «эмбриологическое доказательство эволюции» (см. Макроэволюция) и свидетельство происхождения животных одного типа от общего предка.
«Биогенетический закон» как следствие эволюционного развития организмов впервые был сформулирован (довольно нечётко) английским естествоиспытателем Чарльзом Дарвином в его книге «Происхождение видов» в 1859 г: «Интерес эмбриологии значительно повысится, если мы будем видеть в зародыше более или менее затененный образ общего прародителя, во взрослом или личиностном его состоянии, всех членов одного и того же большого класса» (Дарвин Ч. Соч. М.-Л., 1939, т. 3, с. 636.) [5]
Краткая афористичная формулировка этого закона была дана немецким естествоиспытателем Эрнстом Геккелем в 1866 г. Краткая формулировка закона звучит следующим образом: Онтогенез есть рекапитуляция филогенеза (во многих переводах — «Онтогенез есть быстрое и краткое повторение филогенеза»).
Примеры выполнения биогенетического закона
Яркий пример выполнения биогенетического закона — развитие лягушки, включающее в себя стадию головастика, который по своему строению гораздо больше похож на рыб, чем на земноводных:
Зародыши не только земноводных, но и всех без исключения позвоночных животных также имеют на ранних стадиях развития жаберные щели, двухкамерное сердце и другие признаки, характерные для рыб. Например, птичий зародыш в первые дни насиживания также представляет собой хвостатое рыбообразное существо с жаберными щелями. На этой стадии будущий птенец обнаруживает сходство и с низшими рыбами, и с личинками амфибий, и с ранними стадиями развития других позвоночных животных (в том числе и человека [7] [8] ). На последующих стадиях развития зародыш птицы становится похожим на пресмыкающихся:
И пока у куриного зародыша до конца первой недели и задние, и передние конечности имеют вид одинаковых лапок, пока хвост ещё не успел исчезнуть, а из сосочков ещё не сформировались перья, он по всем своим признакам стоит ближе к пресмыкающимся, чем к взрослым птицам. [7]
Зародыш человека в ходе эмбриогенеза проходит через аналогичные стадии. Затем, за период примерно между четвертой и шестой неделями развития он превращается из рыбоподобного организма в организм, неотличимый от зародыша обезьяны, и только потом приобретает человеческие черты. [9] [10]
Такое повторение признаков предков в ходе индивидуального развития особи Геккель назвал рекапитуляция.
Существует множество других примеров рекапитуляций, которые подтверждают выполнение «биогенетического закона» в некоторых случаях. Так, при размножении наземного рака-отшельника пальмового вора его самки перед вылуплением личинок заходят в море, и там из яиц выходят планктонные креветкообразные личинки зоэа, имеющие вполне симметричное брюшко. Затем они превращаются в глаукотоэ и оседают на дно, где находят подходящие раковины брюхоногих моллюсков. Некоторое время они ведут образ жизни, характерный для большинства раков-отшельников, и на этой стадии имеют характерное для этой группы мягкое спиральное брюшко с асимметричными конечностями и дышат жабрами. Выросшие до определенных размеров пальмовые воры покидают раковину, выходят на сушу, приобретают жесткое укороченное брюшко, похожее на абдомен крабов, и навсегда утрачивают способность дышать в воде.
Столь полное выполнение биогенетического закона возможно в тех случаях, когда эволюция онтогенеза происходит путем его удлинения — «надставки стадий»:
(На этой схеме сверху вниз расположены виды-предки и виды-потомки, а слева направо — стадии их онтогенеза.)
Факты, противоречащие биогенетическому закону
Уже в XIX веке было известно достаточно фактов, противоречащих биогенетическому закону. Так, были известны многочисленные примеры неотении, при которой в ходе эволюции происходит укорочение онтогенеза и выпадение его конечных стадий. В случае неотении взрослая стадия вида-потомка напоминает личиночную стадию вида-предка, а не наоборот, как этого следовало бы ожидать при полной рекапитуляции.
Также было хорошо известно, что, вопреки «закону зародышевого сходства» и «биогенетическому закону», весьма резко различаются по строению самые ранние стадии развития зародышей позвоночных — бластула и гаструла — и лишь на более поздних стадиях развития наблюдается «узел сходства» — стадия, на которой закладывается план строения, характерный для позвоночных, и зародыши всех классов действительно похожи друг на друга. Различия ранних стадий связаны с разным количеством желтка в яйцеклетках: при его увеличении дробление становится сначала неравномерным, а затем (у рыб, птиц и рептилий) неполным поверхностным. В результате меняется и строение бластулы — целобластула имеется у видов с маленьким количеством желтка, амфибластула — со средним и дискобластула — с большим. Кроме того, ход развития на ранних стадиях резко изменяется у наземных позвоночных в связи с появлением зародышевых оболочек.
Связь биогенетического закона с дарвинизмом
Биогенетический закон часто рассматривается как подтверждение дарвиновской теории эволюции, хотя он вовсе не следует из классического эволюционного учения.
Например, если вид А3 возник путём эволюции из более древнего вида А1 через ряд переходных форм (A1 =>А2 => A3), то, в соответствии с биогенетическим законом (в его модифицированном варианте), возможен и обратный процесс, при котором вид А3 превращается в А2 путем укорочения развития и выпадения его конечных стадий (неотения или педогенез).
Дарвинизм и синтетическая теория эволюции, напротив, отрицают возможность полного возврата к предковым формам (Закон необратимости эволюции Долло). Причиной этого, в частности, являются перестройки эмбрионального развития на его ранних стадиях (архаллаксисы по А. Н. Северцову), при которых генетические программы развития меняются настолько существенно, что их полное восстановление в ходе дальнейшей эволюции становится практически невероятным.
Научная критика биогенетического закона и дальнейшее развитие учения о связи онтогенеза и филогенеза
Накопление фактов и теоретические разработки показали, что биогенетический закон в формулировке Геккеля в чистом виде никогда не выполняется. Рекапитуляция может быть только частичной.
В каком-то смысле в биогенетическом законе перепутаны причины и следствия. Филогенез есть последовательность онтогенезов, следовательно, изменения взрослых форм в ходе филогенеза могут основываться только на изменениях онтогенеза. К такому пониманию соотношения онтогенеза и филогенеза пришел, в частности, А. Н. Северцов, который в 1912—1939 гг разработал теорию филэмбриогенезов [13] [1]. Согласно Северцову, все эмбриональные и личиночные признаки делятся на ценогенезы и филэмбриогенезы. Термин «ценогенез», предложенный Геккелем, Северцов трактовал иначе; для Геккеля ценогенез (любые новые признаки, искажавшие рекапитуляцию) был противоположностью палингенеза (сохранения в развитии неизменных признаков, имевшихся и у предков). Северцов термином «ценогенез» обозначал признаки, которые служат приспособлениями к эмбриональному или личиночному образу жизни и у взрослых форм не встречаются, так как не могут иметь для них адаптивного значения. К ценогенезам Северцов относил, например, зародышевые оболочки амниот (амнион, хорион, аллантоис), плаценту млекопитающих, яйцевой зуб зародышей птиц и рептилий и др.
Филэмбриогенезы — это такие изменения онтогенеза, которые в ходе эволюции приводят к изменению признаков взрослых особей. Северцов разделил филэмбриогенезы на анаболии, девиации и архаллаксисы. Анаболия — удлинение онтогенеза, сопровождающееся надставкой стадий. Только при этом способе эволюции наблюдается рекапитуляция — признаки зародышей или личинок потомков напоминают признаки взрослых предков. При девиации происходят изменения на средних стадиях развития, что приводят к более резким изменениям в строении взрослого организма, чем при анаболии. При этом способе эволюции онтогенеза рекапитулировать признаки предковых форм могут лишь ранние стадии потомков. При архаллаксисах изменения происходят на самых ранних стадиях онтогенеза, изменения в строении взрослого организма наиболее часто существенны, а рекапитуляции невозможны.
Биология в лицее
Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation
Биогенетический закон сформулирован немецким учёным Э. Геккелем в 1866 году, состоит в том, что индивидуальное развитие особи (онтогенез) является кратким и быстрым повторением важнейших этапов эволюции вида — филогенеза.
Факты, свидетельствующие о закладке у зародышей наземных позвоночных жаберных щелей, были известны ещё до появления эволюционного учения Дарвина. Но именно он дал этому объяснение, установив, что стадии развития зародышей воспроизводят древние предковые формы. Дарвин рассматривал этот факт как фундаментальную закономерность эволюции органического мира.
Немецкий эмбриолог Ф. Мюллер в 1864 году подтвердил это данными из истории развития ракообразных.
Геккель сформулировал биогенетический закон в 1866 году, используя представления Дарвина и закон зародышевого сходства, сформулированный Бэром.
Биогенетический закон сыграл важную роль в биологии, обобщил эволюционные исследования в эмбриологии, сравнительной анатомии и палеонтологии.
Жизнь. Часть 9. Закон Геккеля-Мюллера
С Вашего разрешения, я остановлюсь на процессе старения человека, поскольку знаю его «изнутри». (Мне – 90.) Информация самая достоверная, так как объективна, и одновременно самая необъективная, так как субъективна.
Начну издалека. Я «на халяву» (жаргон) по готовой программе самосохранения
за какие-то 85 лет прожил жизнь от рождения до старости. (От зародыша до старика.) Но, за скорость приходится доплачивать. Теперь мне в таком же ускоренном темпе предстоит прожить весь период затухания Солнца. На беды, связанные с сокращением энергоснабжения Солнечной системы гаснущим Солнцем, наложились беды, приобретённые по собственной глупости. А их хватает. Бесчисленные сотрясение мозга (связанные, главным образом, с горными лыжами). Переломы позвоночника, ноги, пальцев рук (гимнастика). Растяжения связок – считать не пересчитать.
С последствиями травм, связанных с любовью к экстриму, я разделывался довольно быстро, в частности, с помощью биоэнергетики, и не вспоминал о них до старости. (В моём случае, до 85 лет.) Впрочем, экстримтравмы случаются и сегодня, но на восстановление «статус кво» «пострадавшего» требуется гораздо больше времени, чем в молодости.
«Старость» Солнца вызывает свои беды.
Вторая.
Сокращение продуктивной работы мышц до часа-полутора; после чего наваливается усталость и начинает болеть сердце.
Третья.
Теряется память. На моих глазах дед, незадолго до смерти, перестал узнавать внука, с которым дружил, ходил на рыбалку и жил в одной квартире.
У меня теряется память на лица, на отдельные слова. Помню, как объект, обозначающий слово, выглядит, а как звучит или пишется – забыл. Вспоминаю иногда случайно на следующий день.
Четвёртая.
Раньше, чем раньше, устают глаза. – Появляется резь в них. Отключаюсь от работы на компьютере, даю глазам отдохнуть.
Всё актуальнее становится мысль: а стоит ли бороться за жизнь. До сих пор я зубами за неё держался, потому что инстинктивно получал удовольствие от её сохранения и так же инстинктивном боялся её потерять.
Если теперь на левую чашу весов положить удовольствия, которые я получал от сбережения Жизни, на правую – проблемы, которые нарастают при старении, то перевесит правая чаша.
В течение жизни я получал удовольствие от того, что дышал, пил, ел и наоборот (это – до сих пор). Активно двигался, рисковал, получал удовольствие от секса (сейчас, увы не получаю по независящим от меня обстоятельствам). Получал удовольствие от хорошо сделанной физичски-механической и умственной работы. (Сейчас осталось получать удовольствия только от умственной. Какая уж «хорошо сделанная физичски-механическая работа» может быть сделана трясущимися руками при одном глазе. Вдеть нитку в иголку стало проблемой). Получал удовольствие от того, что делал подарки близким и незнакомым мне людям.(Такие удовольствия поучаю и сейчас.) Короче, получал удовольствие от того, что был востребован. (Сейчас близкие – далеко, мой жизненный опыт устарел, в связи со сменой общественного строя. В самый раз вспомнить стихотворение, написанное в 2012-м году:
«Все. Никому не нужен.
Собственных лет стыдясь,
Не замечая стужи,
Выйду в осеннюю грязь.
Весь здесь. Совсем не молод,
Болен и неуклюж,
В душу сочится холод
Рябью подёрнутых луж».)
Биогенетический закон
Сформулировать биогенетический закон удалось Э. Геккелю в 1866 году. Суть теории заключается в том, что индивидуальное развитие особи, называемое онтогенезом, является ускоренным повторением закономерностей филогенеза — эволюции целого вида. Схожие параллели в развитии человека и вида в масштабе также проводили исследователи, занимающиеся психологией и педагогической практикой, например, И. Гербарт. Именно они утверждали, что стадии воспитания должны повторять стадии становления истории культуры.
Дальнейшее применение биогенетического закона
На рубеже 19-20 веков получил широкое распространение концепт эволюционной биологии. Это повлекло за собой изучение развития психики через призму биогенетического закона. Психологи, избравшие данную позицию, настаивали на соответствии, которое прослеживается между развитием вида (в частности, культурно-историческим) и формированием психики ребёнка. Исследователи привели несколько версий параллельной периодизации.
Теория Штерна
Учёный утверждал, что детство поделено на шесть фаз. Эти периоды отражают эпохи человеческой эволюции.
От рождения до шести месяцев ребёнок приравнивается к низшим млекопитающим. В его функционировании преобладают рефлексы, простейшие психические надстройки.
В период до года он переходит в фазу онтогенеза высших млекопитающих. Уже развились такие важные аспекты деятельности, как подражание и хватание.
Только с тринадцатого месяца начинается непосредственно человеческое развитие, соответствующее историческим вехам:
Штерн же предложил концепцию развития, выбрав в качестве критерия способы добычи пропитания. Так, возраст до 5 лет характеризуется тягой к собирательству. Этап до 12 — охота. Пастушество знаменуется верхней границей в 14 лет. 16 годам соответствует земледелие. До 20 — промышленность и торговля.
Теория рекапитуляции
Отталкивался от биогенетического закона и Г. С. Холл. На его основе была создана теория рекапитуляции.
Согласно концепции, предложенной учёным, психическое развитие ребёнка обуславливают наследственность или эволюционное движение вида. Важнейшие этапы видового развития повторяются в закономерной последовательности, которая не нарушается ни при каких условиях.
Теория отбора
Э. Торндайк также считал, что онтогенез в определённой степени повторяет филогенез. По его мнению, полезные свойства отбираются и воспроизводятся в соответствии с нуждами индивида. Это значит, что содержание и последовательность элементов обусловлена необходимостью адаптироваться к среде.
Концепция соответствия
Группа учёных проводила параллель между логикой развития человека и вида. Общей тенденцией исследователи считали движение от простейших обобщённых форм к сложным и разрозненным.
Применение биогенетического закона в педагогике
Последователи концепции Геккеля адаптировали идею и к решению проблем педагогики.
Так, в течение определённого периода в обучении господствовало требование, согласно которому ребёнок должен был изживать архаичные поведенческие формы и пути мышления. Так, подверглись остракизму низшие (животные) инстинкты, от которых нужно было избавляться во время игры.
Холлу, предложившему идею отсечения инстинктов, возражал К. Гроос. По утверждению учёного, проводившего исследования игр людей и животных, биологическая сущность игры состоит не в том, чтобы изжить архаичные модели поведения. Её задача — сформировать навыки, которые станут базисом для функционирования в будущем.
Чтобы обосновать биогенетический закон, психология и педагогика пытались соотнести факты детского развития с информацией, полученной в этнографических и археологических исследованиях.
Например, сопоставлялось мышление ребёнка и так называемая дологическая умственная деятельность первобытных племён. Сравнивали и детские рисунки с наскальными изображениями. Последняя параллель легла в основу принципов иллюстрирования литературы для детей. В детских книгах и наглядных пособиях начали появляться примитивные формалистические тенденции.
Разработка теорий, согласно которым психическое развитие ребёнка рассматривается через призму эволюции, способствовало тому, что психологи и педагоги накопили значительную фактическую базу, связанную с этим вопросом. Изучались атавизмы, параллели эволюционного и культурно-исторического характера.
Однако в обосновании такого подхода преобладали умозрительные заключения. Строго научных методов не хватало, чтобы обеспечить достаточную доказательную базу справедливости данной теории.
Психическое развитие и здоровье человека во многом зависит от самого человека. Необходимо вовремя избавляться от токсичных мыслей и негативных эмоций, чтобы психика была в порядке. Этому способствует курс Викиум «Детоксикация мозга».
Биогенетический закон: история, суть, применение
Многие сталкивались с таким понятием, как биогенетические законы развития, но мало кто может объяснить их смысл. Сейчас этот термин употребляется редко из-за критики современных ученых. В чем суть биогенетического закона? Кратко это понятие можно описать так: каждый живой организм в своем развитии проходит в определенной степени те же этапы, что и его предки.
Исторические сведения
Впервые биогенетический закон сформулирован Чарлзом Дарвином в его известном труде «Происхождение видов», изданном в 1859 году. Однако его формулировка была довольно туманной. Более четкое определение понятию биогенетический закон развития дал Эрнст Геккель – знаменитый немецкий ученый, который ввел в обращение такие термины, как онтогенез, экология, филогенез и некоторые другие, а также знаменитый своей теорией о происхождении многоклеточных организмов.
Независимо от Геккеля собственное определение биогенетического закона сформулировал другой немецкий естествоиспытатель Фриц Мюллер в 1864 году.
Связь с эволюционной теорией
Модифицированное определение биогенетического закона, согласно которой один вид может приобрести признаки вида, существовавшего ранее, подтверждает эволюционную теорию. Из-за сокращения этапов онтогенеза и архаллаксисов организм приобретает некоторые черты, свойственные его давним предкам, однако приобрести все свойственные им признаки он не может. Это подтверждает второй закон термодинамики для живых организмов (невозможность самопроизвольного уменьшения энтропии в открытой системе) и закон необратимости эволюционных процессов (восстановление утраченных в ходе эволюционного процесса признаков невозможно).
Критика
Биогенетический закон в том виде, в котором его сформулировал Эрнст Геккель, подвергся жесткой критике со стороны исследователей. Большинство ученых сочли доводы коллеги недоказуемыми. Еще в конце 19-го века, когда исследователи захотели узнать, в чем суть биогенетического закона, они обнаружили некоторые противоречия и несоответствия истине. Из наблюдений и экспериментов стало ясно, что онтогенез не полностью, а только отчасти повторяет этапы филогенеза. Примером этого является явление неотении – сокращение онтогенеза и выпадение его отдельных стадий. Неотения характерна для личинок амбистом – аксолотлей, которые из-за индивидуальных гормональных особенностей достигают половой зрелости на стадии личинки.
Российский биолог А. Северцов ввел термин архаллаксис – такое изменение онтогенеза, при котором самые ранние стадии развития организма отличаются от филогенеза его предков. Очевидно, что рекапитуляция (повторение) признаков, свойственных взрослым особям этого же вида, невозможно, и организм приобретает новые, ранее не свойственные его виду признаки.
Из ряда научных исследований стало ясно, что сформулированный Геккелем биогенетический закон имеет множество исключений и противоречий. Ученый был уверен в том, что онтогенез полностью повторяет филогенез. В этом была его ошибка. На самом деле филогенез сформирован из ряда онтогенезов представителей определенного вида, а не наоборот. Сейчас термин «биогенетический закон» не применяется в научной литературе.
