Джерри Койн - Эволюция: Неопровержимые доказательства

Однако БКВ как определение уязвимо. Как насчет вымерших организмов? Их вряд ли можно проверить на репродуктивную совместимость. Поэтому кураторы музеев и палеонтологи вынуждены опираться на традиционные определения видов, основанные на внешних признаках, и классифицировать ископаемые и образцы вымерших видов по их общему сходству. А организмы, которые не размножаются половым путем, например бактерии и некоторые грибы, тоже не подпадают под БКВ. Вопрос о том, что представляет собой вид в таких группах, сложен, и мы даже не вполне уверены, что бесполые организмы формируют дискретные группы так, как это делают организмы, размножающиеся половым путем.

Но, несмотря на эти проблемы, эволюционисты, изучающие видообразование, до сих пор отдают предпочтение БКВ, потому что она попадает в самую суть вопроса об эволюции. В рамках БКВ, если вам удалось объяснить, как образуются репродуктивные барьеры, вы объяснили происхождение вида.

То, как именно образуются эти барьеры, долгое время заставляло биологов ломать головы. Наконец, примерно в 1935 г. биологи начали продвигаться вперед как в полевой, так и в лабораторной работе. Одно из важных наблюдений было сделано натуралистами, заметившими, что так называемые сестринские виды , т. е. виды, состоящие в самом близком родстве, зачастую разделены самой природой при помощи барьеров географических. Например, сестринские виды морских ежей были обнаружены по разные стороны Панамского перешейка. Сестринские виды пресноводных рыб зачастую обитают в разделенных речных системах. Может ли это географическое разделение быть как-то связано с происхождением видов от общего предка?

«Да», – отвечали генетики и натуралисты и в конечном итоге предположили, как именно совокупное влияние эволюции и географии могло это осуществить. Как заставить один вид расщепиться на два, разделенных географическим барьером? Майр утверждал, что эти барьеры были всего-навсего побочными продуктами естественного или полового отбора, который заставил географически изолированные популяции развиваться в разных направлениях.

Например, предположим, что предковый вид цветкового растения оказался разделен на две популяции географическим барьером, допустим, горным хребтом. Возможно, его семена перенесли через горный хребет птицы в своих желудках. Теперь представьте, что одна популяция произрастает в местности, где много колибри, но очень мало пчел. В этой местности все цветы будут развиваться таким образом, чтобы привлекать колибри в качестве опылителя: как правило, цветы приобретают красную окраску (колибри этот цвет нравится), начинают вырабатывать обильный нектар (чтобы вознаградить птиц) и у них развиваются глубокие трубки венчика (удобные для колибри с их длинными клювами и языками). Популяция по другую сторону горного хребта, возможно, окажется в прямо противоположном положении: в той местности будет много пчел, но почти не будет колибри. В таком случае цветы из второй популяции начнут развивать черты, привлекающие пчел: они приобретут розовую окраску (любимый пчелами цвет) и у них разовьются более мелкие трубки венчика с небольшим количеством нектара (у пчел хоботки короткие, а нектара в качестве награды за опыление им требуется меньше). Кроме того, у таких растений форма цветов будет становиться более плоской, чтобы лепестки служили посадочной площадкой для пчел (в отличие от колибри, пчелы обычно не зависают в воздухе, а садятся на цветок, чтобы собрать нектар). В конечном итоге произойдет дивергенция двух популяций по форме цветов и количеству нектара, и каждая из них будет приспособлена к опылению только каким-то одним видом животного. Теперь представьте, что географический барьер исчез и две недавно разделившиеся популяции снова очутились в одной и той же местности, т. е. в среде обитания, где водятся и пчелы, и колибри. Эти две популяции окажутся репродуктивно изолированы: каждый из типов цветка взаимодействует со своим опылителем, поэтому их гены не будут смешиваться через перекрестное опыление. Две популяции превратятся в два разных вида. Судя по всему, именно так и ответвились от общего предка два вида губастика, о которых шла речь выше.

Это лишь один путь возникновения репродуктивного барьера посредством дивергентного отбора, т. е. такого отбора, который разводит разные популяции в разных эволюционных направлениях. Легко представить другие сценарии, в которых географически изолированные популяции дивергируют так, что впоследствии не будут скрещиваться. Разные мутации, влияющие на поведение или признаки самцов, могут появиться в разных местах, например более длинные хвостовые перья у одной популяции и оранжевый окрас у другой, и половой отбор затем направит развитие этих двух популяций разными путями. В конечном итоге самки в одной популяции начнут отдавать предпочтение более длиннохвостым самцам, а в другой – обладателям оранжевого окраса. Если впоследствии эти две популяции встретятся, их брачные предпочтения помешают им обменяться генами, и они будут считаться разными биологическими видами.

Что можно сказать о стерильности и нежизнеспособности гибридов? Для первых эволюционистов этот вопрос представлял сложную задачу, потому что они не могли понять, как естественный отбор мог привести к появлению таких явно мальадаптивных и невыгодных черт. Однако предположим, что эти черты появились не вследствие прямого отбора, а возникли просто как случайные побочные продукты генетической дивергенции, вызванной естественным отбором или дрейфом генов. Если две географически изолированные популяции достаточно долго развиваются параллельно каждая своим путем, их геномы могут стать настолько разными, что когда они встретятся в гибриде, то просто будут плохо работать вместе. Это может привести к нарушениям развития, в результате чего гибриды будут либо преждевременно умирать или, если они выживут, окажутся стерильными.

Важно сознавать, что виды не возникают, чтобы заполнить пустующие ниши в природе, как считал Дарвин. Различные виды появляются не потому, что природа каким-то образом в них нуждается. Вовсе нет. Изучение процесса видообразования позволяет утверждать, что виды – это эволюционные случайности . Группы, которые так важны для биоразнообразия, появляются не потому, что увеличивают это многообразие, и не потому, что они обеспечивают равновесие экосистем. Они просто представляют собой неизбежный результат действия генетических барьеров, которые возникают, когда пространственно изолированные популяции развиваются в разных направлениях.

Биологическое видообразование во многом напоминает видообразование двух близкородственных языков, происходящих от общего предка (примером могут служить английский и немецкий – языки-братья). Как и виды, языки могут разделиться в изолированных популяциях, у которых некогда был общий язык-предок. Кроме того, когда представители разных популяций меньше смешиваются между собой, языки изменяются быстрее. В то время как популяции генетически меняются посредством естественного отбора (а иногда и генетического дрейфа), человеческие языки меняются посредством лингвистического отбора (люди изобретают новые слова, которые им нравятся или для чего-то нужны) и лингвистического дрейфа (произношение изменяется вследствие имитации и культурной трансмиссии). В ходе биологического видообразования популяции генетически изменяются до такой степени, что их представители перестают воспринимать «соседей» как брачных партнеров или же их гены теряют способность взаимодействовать, чтобы произвести фертильную особь. Сходным образом языки способны разделиться до такой степени, что их носители перестанут понимать друг друга: носители английского языка не могут автоматически понять немецкоговорящего человека, и наоборот. Языки напоминают биологические виды в том, что они существуют в дискретных группах, а не представляют собой континуум: как правило, речь любого человека может быть однозначно отнесена к одному из нескольких тысяч существующих языков.