Биология для тех, кто ищет ответы в природе - Андрей Левонович Шляхов

6 белых гусей утащили лисы. Одна белая пара убежала. 2 белые пары гусей бабуся продала, а еще одну у нее выпросила соседка. Осталось у бабуси 2 пары черных гусей и одна – белых.

И стали с тех пор у бабуси черные гуси преобладать над белыми в соотношении 2 к 1.

Пример этот предельно простой, но он хорошо показывает, каким образом популяционные волны становятся поставщиком эволюционного материала.

К популяционным волнам относятся следующие изменения численности:

– периодические, которые характерны для насекомых, микроорганизмов, однолетних растений и грибов, чаще всего эти изменения носят сезонный характер (в зимний период нет многих насекомых и растений);

– непериодические, зависящие от сочетания различных факторов (уменьшение естественных врагов, увеличение пищевых ресурсов и т. п.), обычно непериодические колебания затрагивают в биогеоценозах не один вид, а несколько;

– интенсивное размножение видов в новых районах обитания, обусловленное отсутствием естественных врагов;

– вызванные природными катаклизмами (засуха, наводнение, землетрясение, пожар и т. п.); катаклизм создает условное «бутылочное горлышко», и выживает тот, кто в это «горлышко» проскочил, но неизвестно, кто именно в него проскочит, никакой закономерности здесь нет и быть не может, проскакивают не самые приспособленные, а те, кто оказался ближе к «горлышку».

Изоляция – это барьеры, которые препятствуют свободному скрещиванию. Эволюционное значение изоляции заключается в увеличении и закреплении различий между популяциями. Каждая из изолированных популяций развивается по-своему, движется своим путем. Чем больше изолированных популяций существует внутри вида, тем шире внутривидовое разнообразие. К слову будь сказано, что внутривидовое разнообразие служит не только материалом эволюции, но и фактором, стабилизирующим виды. Чем больше разнообразия, тем стабильнее вид. Соответственно, чем больше видов в экологической системе, тем эта система стабильнее.

В зависимости от природы барьеров различают два типа изоляции: пространственную и биологическую или репродуктивную.

Пространственная изоляция может существовать в двух видах – изоляция, обусловленная наличием естественных географических барьеров, и изоляция, обусловленная расстоянием между популяциями или отдельными особями.

При биологической изоляции скрещиванию препятствуют не географические, а биологические причины. Примером такой изоляции могут служить популяции одуванчиков, растущие на открытых и затененных местах. У птиц изолирующими факторами могут служить сдвиги времени спаривания и гнездования, инстинкты строения гнезд, приводящие к их различному расположению, или же разные демонстративные позы при спаривании.

Какой бы ни была изоляция, принципиальное значение ее одно и то же – изоляция вызывает и закрепляет различия между группами. Важно понимать, что, выступая в роли эволюционного фактора, изоляция не создает новых генотипов, как это делает мутационный процесс. Изоляция дает генетическим изменениям возможность распространиться в популяции до значимых пределов, до такого момента, когда можно будет говорить о появлении и закреплении новых признаков. В каждой изолированной группе особей вектор естественного отбора имеет свое направление.

Если бы эволюционный процесс протекал без многочисленных изоляций, то жизнь на нашей планете могла бы быть представлена одним-единственным биологическим видом. Глядя на многообразие живой природы, такое невозможно представить, но мы же говорим о теоретической условной модели.

Эволюция представляет собой последовательно осуществляемый процесс, который должен приводить к определенному результату.

Дарвин выделял несколько результатов эволюции.

Главным ее результатом является совершенствование приспособленности организмов к условиям обитания. Эволюция целесообразна, и целесообразность эта проявляется в выживании наиболее приспособленных организмов. Те, кто не сумел приспособиться, вымирают.

Обратите внимание на слова «совершенствование приспособленности». Главным результатом эволюции является не приспособление организмов к условиям обитания, а совершенствование этой приспособленности. В результате эволюции приспособленность не появляется, а улучшается!

Вариантов повышения приспособленности организмов к условиям среды, обусловленной естественным отбором, существует великое множество, начиная с маскировочной окраски, делающей организмы менее заметными, и заканчивая различными инстинктами (самосохранения, заботы о потомстве и др.).

Важно понимать (Дарвин указывал на это особо), что приспособленность организмов к среде обитания носит относительный характер. При изменении условий окружающей среды полезные признаки могут оказаться бесполезными или вредными. Так, например, заяц-беляк, обитающий на севере Евразии, обладает способностью сезонной смены окраски в маскировочных целях. Летом его мех имеет рыжевато-серую или просто серую окраску, делающую зайца малозаметным на фоне растительности, а зимой окраска становится белой, позволяющей зайцу не выделяться на снежном фоне. Однако в случае аномально теплой зимы, когда снег не покрывает землю, белая зимняя окраска идет зайцу во вред – он становится хорошо заметным.

Другим примером могут служить водные растения, которые способны поглощать воду всей поверхностью тела и потому не нуждаются в развитой корневой системе. И это правильно, поскольку поглощение воды всей поверхностью более эффективно, чем впитывание ее одними лишь корнями. Но при пересыхании водоема слабые корни и большая площадь тела, активно испаряющего влагу, из преимущества превращаются в недостаток, приводящий растения к гибели от обезвоживания.

Вторым по значимости результатом эволюции является увеличение многообразия видов в природе. Это приводит к повышению общего уровня организации жизни и придает стабильность биосфере нашей планеты.

Каким образом многообразие видов приводит к повышению общего уровня организации жизни?

Нарастание многообразия усложняет взаимоотношения между организмами. Высокоорганизованные формы организмов имеют преимущество перед остальными, в результате чего развитие живого мира осуществляется от низших форм к высшим, то есть происходит морфофизиологический прогресс (в основном, в подавляющем большинстве случаев).

Третий результат эволюции следует из второго и тесно с ним связан – эволюция приводит к преобразованию биосферы нашей планеты в целом.

Любое научное учение динамично, а не статично. Наука не стоит на месте, она перманентно развивается. Теории и концепции дополняются и уточняются, гипотезы подтверждаются или отвергаются, а время от времени совершаются открытия, которые переворачивают научные системы вверх ногами (или, если точнее – ставят их с головы на ноги).

Теория эволюции, созданная Дарвином, тоже претерпела значительные изменения. Современное учение, существенно отличающееся от изначального дарвинизма, было создано в первой половине XX века. Оно называется синтетической теорией эволюции. Термин «синтетическая» произошел от названия книги известного английского эволюциониста Джулиана Хаксли «Эволюция: современный синтез», опубликованной в 1942 году, основы «нового дарвинизма» были заложены задолго до Хаксли советским биологом Сергеем Четвериковым, опубликовавшим в 1926 году статью «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики». В этой работе Четвериков связал эволюционное учение Дарвина с законами наследственности, можно сказать – примирил генетику с дарвинизмом.

Для современного человека слова «примирил генетику с дарвинизмом» звучат странно – как можно и зачем нужно мирить то, что тесно связано друг с другом. Но дело было почти сто лет назад, а тогда имел место конфликт между генетикой и дарвиновской теорией эволюции. Юная генетика,