Теория эволюции за 1 час - Наталья Сердцева

По определению Дарвина, наследственность – это способность организмов сохранять в потомстве свои видовые, сортовые и индивидуальные особенности. Эту способность можно также назвать наследственной изменчивостью. Она была известна и до Дарвина, но он взглянул на нее по-новому.

Исследуя гибриды первого поколения (экземпляры, получившиеся при первом скрещивании разных сортов), он обратил внимание на то, что они обычно бывают единообразны и при этом наследуют качества одного из сортов. Во втором поколении происходит расщепление признаков, растения получаются разными, единообразие исчезает. Над этими же проблемами приблизительно в то же самое время работал Грегор Мендель, но Дарвин ничего не знал об открытых им законах наследственности.

Дарвину были известны многие явления наследственности: половое наследование, появление атавизмов (возвращение к прежним формам) у гибридов и т. д. Но большая часть проблем, связанных с наследственностью, в то время еще не могла быть решена, так как наука не достигла необходимого для этого уровня. Так что, по сути, в том, что касалось наследственности, Дарвин совершил правильную постановку вопросов, но еще не дал на них удовлетворительных ответов.

Тем не менее, его знаний хватило на то, чтобы осознать важность наследственности и изменчивости для эволюции. При этом он понимал, что сами по себе эти процессы не объясняют возникновения новых пород животных и сортов растений, они лишь инструменты отбора, искусственного в случае домашних культур и естественного в случае диких.

В «Происхождении видов» Дарвин сначала рассматривает искусственный отбор и только после этого обращается к природе. Создавая новые разновидности, селекционеры всегда действовали по одному и тому же принципу: они оставляли для разведения те экземпляры животных и растений, у которых наиболее ярко были проявлены нужные им качества. За много поколений эти качества накапливались и достигали своего пика.

Ученый выделяет две разновидности искусственного отбора: методический и бессознательный. В первом случае происходит целеустремленное выведение новой породы или сорта, человек планомерно отбирает особи с гипертрофией нужных ему признаков. Вторая разновидность более древняя: не ставя себе определенной задачи, человек интуитивно отбирает для размножения наилучшие экземпляры и тем самым постепенно улучшает продуктивность.

Понимание механизмов искусственного отбора важно для теории эволюции, потому что позволяет понять процесс естественного видообразования в природе.

Дарвин подсчитал, что одна семенная коробочка мака содержит около 3 тысяч семян, а каждое растение, которое вырастет из одного семени, может дать до 6 тысяч семян. Такие масштабы размножения наблюдаются в природе. Разные породы рыб, к примеру, мечут от 10 тысяч до 6 миллионов икринок в год. Таким образом, размножение в природе имеет тенденцию к тому, чтобы стать неограниченным. И если бы каждому виду ничего не препятствовало, он мог бы в довольно короткие сроки заполонить всю планету.

Но фактически этого не происходит. Если взять луг с одуванчиками или ромашками, то можно обнаружить, что количество цветов из года в год сохраняется приблизительно на одинаковом уровне. То же относится и к сообществам животного мира. Масштабный рост популяций, заложенный природой, не осуществляется – потому что большая часть появившихся на свет особей гибнет в борьбе за место под солнцем. Между живыми организмами и растениями происходит непрерывная борьба за пространство, пищу, солнце или убежище. И выживают в этой борьбе те, кто сильнее и лучше приспособлен к условиям окружающей среды.

Несоответствие между рожденными особями и теми, кто дожил до возраста размножения, Дарвин назвал борьбой за существование и обосновал значение этой борьбы для эволюции видов. Впоследствии многие критики ругали ученого за этот термин, считая его неудачным. На это ученый отвечал, что использует выражение «борьба за существование» в широком метафорическом смысле, а не буквально.

В качестве иллюстрации борьбы за существование можно рассмотреть пример с размножением лягушки. Каждая взрослая особь откладывает в среднем 15 тысяч икринок в течение года на протяжении 5 лет, пока сохраняется ее способность к размножению. Получается, что одна лягушка могла бы произвести на свет 75 тысяч себе подобных. На самом деле выживают всего 1–2 экземпляра. Остальные погибают либо в желудках птиц, рыб и насекомых, либо от болезней и голода, не сумев добыть себе пропитание. Но те, что выжили, – это наиболее приспособленные особи, прошедшие суровый отбор и продемонстрировавшие силу, ловкость и выносливость. Они выжили не случайно, а в силу своих выдающихся качеств.

Во-первых, это межвидовая борьба, относящаяся к противостоянию разных животных и растений. Сюда относятся взаимоотношения между хищником и жертвой (один убегает, второй догоняет, в обоих случаях выживает или получает питание тот, кто быстрее и сильнее); между растениями и поедающими их животными; между «хозяевами» и «паразитами», получающими кров, защиту или пищу. Зачастую разные виды конкурируют за пищевые ресурсы, места обитания или размножения. Крайней степенью борьбы между видами являются случаи, когда одни виды вытесняют другие с их территории или препятствуют размножению, питанию, что в итоге приводит к вымиранию. В других случаях взаимодействие может быть достаточно мирным и служить для лучшего приспособления конкурирующего вида.

Во-вторых, к разновидностям борьбы за существование относится внутривидовая борьба, происходящая между особями одного вида. Здесь взаимоотношения могут быть довольно сложными и включать в себя конкуренцию за самку и производство потомства; противостояние за ресурсы между родительским и дочерним поколением; отношения внутри таких образований, как стая, стадо, колония; индивидуальную борьбу между особями. Для того чтобы снизить остроту внутривидовой борьбы, многие животные вырабатывают ограничительные приспособления: разделение территории на индивидуальные участки, утверждение иерархии среди особей. К крайним формам такой борьбы можно отнести физическое уничтожение противников и даже каннибализм.

В-третьих, растениям и животным приходится бороться с неорганической окружающей средой, вырабатывая оптимальные механизмы для приспособления к ней. На их жизнедеятельность влияет огромное количество факторов: освещенность, влажность, температура, состояние почвы и т. п., иногда они меняются, и не всегда видам удается к ним приспособиться.

Следует отметить, что названные выше виды борьбы за существование встречаются обычно не изолированно, а в комплексе, соединяясь в разнообразные сочетания и создавая сложную структуру взаимодействия между видами флоры и фауны.

Следствием борьбы за существование является естественный отбор, который, в отличие от искусственного, осуществляется самой природой.