Эво-дево и преподавание теории эволюции

Мало что знаю об истории, Мало что знаю о биологии, Мало что знаю о научных книгах

Сэм Кук, Херб Элперт и Лу Эдлер Wonderful World (1960)

В преподавании теории эволюции есть две сложности. Первая заключается в том, что это обширный предмет, который постоянно меняется и включает в себя много других дисциплин. Вторая сложность связана с открытым противодействием некоторых (далеко не всех!) религиозных организаций, особенно в США. Сначала я расскажу о том, как эво-дево может помочь в освоении теории эволюции широкой публикой, а затем о том, что она может сообщить оппонентам теории эволюции.

Общий уровень понимания теории эволюции в США чрезвычайно низкий. В исследовании с участием жителей 21 страны по экологической и научной тематике американцы оказались на последнем месте в вопросе о происхождении человека. Участников спрашивали, верно ли, что люди произошли от древних животных. Для ответа нужно было использовать следующую шкалу: 1 — абсолютно верно, 2 — скорее всего, верно, 3 — скорее всего, неверно, 4 — абсолютно неверно. Результаты таковы:

Страна или регион Средний результат

Восточная Германия 1,86

Япония 1,89

Чехия 2,04

Западная Германия 2.08

Великобритания 2,18

Болгария 2,28

Норвегия 2,43

Канада 2,45

Испания 2,45

Венгрия 2,50

Италия 2,51

Словения 2,51

Новая Зеландия 2,54

Израиль 2,66

Голландия 2,67

Ирландия 2,70

Филиппины 2,75

Россия 2,80

Северная Ирландия 2,99

Польша 3,06

США 3,22

Будем оптимистами и скажем, что Америке есть к чему стремиться.

Другой опрос, проведенный Национальным советом по делам науки США в 1996 году, показал, что 32% американцев согласны с заявлением, что первые люди жили в одно время с динозаврами, а 20% не смогли ответить на этот вопрос.

В соревновании между Флинстоунами[16] с одной стороны и Дарвином, Гексли и системой образования самой процветающей, мощной и технологически развитой нации с дугой Флинстоуны одержали победу со счетом 2:0.

Это позорное невежество я бы приравнял к незнанию собственной истории и конституции или истоков западной цивилизации. Эти темы считаются азбучными, их преподают и повторяют из класса в класс. То же самое должно относиться к биологии и к наукам о жизни, основой которых является эволюция. Но статистика рисует пугающую картину.

Эта довольно неприятная ситуация отражается и в других цифрах, характеризующих научную и математическую грамотность американцев, так что ответственность, вероятно, лежит на многих. На эту тему написано множество книг, специальные организации занимаются изучением проблемы научной безграмотности и ее причинами, так что я не буду тыкать пальцем в виновников. Единственный выход из создавшегося положения — просвещение. Поэтому лучше поговорим о том, что биологи и их союзники среди преподавателей всех уровней могут сделать для исправления ситуации, особенно в отношении теории эволюции.

В первую очередь необходимо настойчиво разъяснять, что теория эволюции — не просто раздел биологии, а фундамент всей этой отрасли знания. Биологию без теории эволюции можно сравнить с физикой без теории гравитации. Как нельзя объяснить структуру Вселенной, движение планет и спутников или приливы и отливы исключительно с помощью измерений, так нельзя объяснить биологию человека или биоразнообразие на нашей планете путем соединения тысяч отдельных фактов. Эволюция должна стать центральной объединяющей темой всех общих курсов и учебников по биологии.

Эво-дево может дополнить научную основу новыми, реальными, убедительными примерами. С момента возникновения современного синтеза эволюционный процесс обычно объясняли с помощью механизмов микроэволюции. Миллионам изучающих биологию говорили, что "эволюция — это изменение частоты встречаемости генов" (это подход популяционной генетики). Вдохновляет, не правда ли? Такой подход подразумевает использование математического аппарата и абстрактного описания генов, но уводит от бабочек и зебр или австралопитеков и неандертальцев.

Эволюция формы — главная тема в истории жизни на Земле, и отражается она как в окаменелостях, так и в биоразнообразии современных видов. Так давайте рассказывать об этом. Вместо "изменение частоты встречаемости генов" давайте скажем "эволюция формы — это результат изменения развития". Это в какой-то степени возврат к временам Дарвина и Гексли, когда эмбриология играла ключевую роль в развитии эволюционной мысли. Эмбриологический уклон в преподавании теории эволюции имеет несколько преимуществ.

Во-первых, от понимания того, как формируются сложные структуры при превращении яйца во взрослый организм, легко перейти к пониманию того, как накопление небольших изменений на протяжении длительного времени приводит к появлению все более разнообразных форм.

Во-вторых, мы теперь хорошо понимаем, как осуществляется контроль развития. Мы можем объяснить, что белки генов развития контролируют форму тела, что набор генов развития одинаковый у всех животных и что различия в форме определяются способом использования этих генов. Принцип происхождения новых признаков путем модификаций (развития) стал абсолютно ясен.

В-третьих, следует отметить огромное практическое преимущество видимых доказательств, предлагаемых эво-дево. Китайская пословица "лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать", которую я уже цитировал, особенно справедлива для обучения. Можно научить гораздо большему, комбинируя изображение и текст. Покажите студентам эмбрионы, кластеры Hox-генов, полоски, пятна и всю красоту создания формы животного. Эволюционная концепция сформируется сама собой.

Четвертое преимущество такого подхода в том, что он гораздо ближе сводит генетику и палеонтологию. Для детей динозавры и трилобиты — визитная карточка эволюции, большинство при виде их приходит в восторг. Покажите детям место этих существ на эволюционном древе от кембрийского периода до настоящих дней, и история жизни станет намного наглядней. Мир и вправду станет удивительным, если каждый школьник сможет в классе не только услышать об окаменелостях, но не раз подержать их в руках.

Я хотел бы внести еще несколько предложений. Чаще всего естественный отбор преподносят как что-то вроде сказки Киплинга про адаптацию: клювы вьюрков изменились потому, что пища стала другой, мотыльки потемнели из-за загрязнения воздуха и т.д. Но мне не кажется, что все хорошо представляют себе силу отбора небольших изменений, происходящего на протяжении сотен или тысяч поколений. Часто повторяемое выражение "выживает сильнейший" лучше описывает бой гладиаторов, чем тонкую работу естественного отбора, различающего едва заметные преимущества в выживаемости и плодовитости. Распространение благоприятных мутаций легко смоделировать и проиллюстрировать, и это помогает оценить временные рамки эволюционного процесса.

Наконец, на университетском уровне эволюционная концепция развития жизни должна стать такой же обязательной дисциплиной, как начальный курс психологии или история западной цивилизации. Но вместо того чтобы заставлять студентов заучивать и переваривать горы фактов, лучше рассказать им об истории открытия эволюции, о ее основных идеях и доказательствах. Это принесет гораздо больше пользы в повышении общего уровня информированности населения и в подготовке будущих преподавателей, чем заучивание латинских названий таксонов. Обучение не должно навевать скуку. Красочная история эволюции жизни поможет привлечь внимание студентов.

Однако кроме содержания программы и методов обучения, преподавание теории эволюции сталкивается еще с одной проблемой, особенно в США. Сейчас я об этом расскажу. Но даже вне контекста этой проблемы мы можем и должны работать лучше.