Естественный отбор — основа дарвинизма
При анализе направлений эволюционного совершенствования соответственно разным физико-химическим факторам выявляется общая схема эволюционного процесса—из множества возможностей в процессе естественного отбора выбирается в пределе одна. Общий образ эволюции состоит, следовательно, в выборе уникальной траектории в многомерном пространстве. Так происходит при становлении системы биохимических реакций и при совершенствовании каждой биохимической реакции в отдельности. Так же идет выработка механизмов управления перемещениями организмов. И в самом общем виде — так происходит при отборе уникального полинуклеотидного (и полипептидного) текста из безграничного множества возможных сочетаний нуклеотидов или аминокислот.
Следовательно, естественный отбор — основа дарвинизма — причина детерминированности биологической эволюции .
Существует мнение, что такой детерминизм нереален, поскольку каждый эволюционный шаг в пространстве параметров возможных направлений исключает другие шаги, а этот каждый шаг случаен (Л. А. Блюменфельд).
Весь вопрос в степени необратимости эволюции, т. е. в конце концов в необходимом времени для достижения определенной степени биологического совершенства. В истории Земли нам известны примеры чрезвычайно быстрой эволюции, равно как и примеры застывания в неизменном виде на протяжении многих сотен миллионов лет. В лабораторной практике удается получить новые наследственные формы микроорганизмов с очень большой скоростью. Достаточно быстро получаются и «обратные мутанты». Так что мнение о полной необратимости эволюции может быть и неверно.
С другой стороны, в случае различных далеко зашедших в определенных направлениях эволюционных траекторий под действием одинаковых факторов возникают лишь функционально сходные организмы. Это явление конвергентного сходства иллюстрирует высокую степень детерминированности эволюционного процесса. Примеры биологической конвергенции приведены в Приложении.
Итак, в ограниченном пространстве (ареале), при наличии источника свободной энергии, конвариантно воспроизводящиеся (матричные) молекулы полиморфных полимеров с неизбежностью вступают в конкуренцию друг с другом за вещества и энергию, необходимые для построения их копий. Происходит естественный отбор мутантов по признаку кинетического совершенства— все большей итоговой скорости превращения веществ окружающей среды в вещества данного вида. Конвариантно воспроизводящиеся матричные полимерные молекулы — предмет естественного отбора — становятся объектом эволюционного развития. Такая эволюция называется биологической эволюцией. Ее объекты — живые существа. Процесс их существования — жизнь.
Направление биологической эволюции определяется физико-химическими и биологическими факторами. Эволюционное развитие направлено в сторону все большего кинетического (биологического) совершенства. Как следствие этого, за счет сопряженной траты термодинамического потенциала системы, объекты эволюции развиваются в направлении все большего усложнения, все большего удаления от термодинамически вероятной случайной последовательности мономеров в полипептидной цепи.
Кинетическое совершенство на первых этапах биологической эволюции достигается посредством улучшения в ходе Естественного отбора механизмов матричного воспроизведения и формирования ферментов — макромолекулярных полимерных катализаторов.
Система предельно совершенных ферментов обеспечивает протекание все более сложных биохимических процессов, приводящих ко все более интенсивному преобразованию веществ среды в вещества данного вида.
Чисто биохимическая эволюция ограничивается скоростью диффузии метаболитов. В качестве приспособлений, уменьшающих диффузиционные ограничения и расход вещества, возникают «органеллы» — митохондрии и хлоропласты.
Кинетическое совершенствование обусловливает дискретность «живого вещества» — образование дискретных комплексов оптимальных размеров, содержащих необходимый и достаточный набор матричных молекул, ферментов, метаболитов. Существование этих комплексов — организмов становится возможным при формировании поверхностных мембран, препятствующих растеканию комплексов.