Лев Кривицкий - Эволюционизм. Том первый: История природы и общая теория эволюции

Исследования метаморфоза саламандр российского ученого С.В.Смирнова, проведенные в начале 2000-х годов, показали, что прогрессивная эволюция видов этих земноводных проходила по линии «некробиотического» метаморфоза, при котором взрослые органы образуются не из органов личинки, а заново, личиночные же органы в ходе метаморфоза отмирают или рассасываются (Смирнов С.В. Метаморфоз хвостатых амфибий: особенности, механизмы регуляции и эволюция – Журнал общей биологии, 2006, № 5, с. 323–336).

Эволюционные возможности, открываемые некробиотическим метаморфозом, Смирнов связывает с тем, что новая «конструкция» взрослых органов, существенно отличающаяся от личиночной, позволяет им эволюционировать независимо друг от друга, а не сохранять необходимую для развития жесткую преемственную связь.

Зачинателем исследований «некробиотического» метаморфоза был, как известно, российский представитель классического дарвинизма Александр Ковалевский. В 90-е годы XIX века он провел серию экспериментов по изучению этой формы метаморфоза у мух. Он установил, что распад и отмирание личиночных органов и тканей мышц, кишечника, слюнных желез, других органов мух в ходе метаморфоза происходит путем пожирания их клеток особыми фагоцитарными клетками. Лишь имагинальные диски оказывались недоступными для действия фагоцитов, и именно на их основе одновременно с уничтожением личиночных образований формируются органы взрослой особи.

Опыты Ковалевского в то время вызвали мировую сенсацию. Впервые в истории биологии удалось выявить внутренний механизм метаморфоза, ранее считавшегося таинственным и загадочным явлением. Активное действие фагоцитарных клеток показывает, что в самоустранении отмирающего организма личинки при порождении нового задействован механизм, сходный с иммунитетом. Для формирующегося нового организма эмбриональный организм становится чужеродным фактором, антигеном, который должен быть без остатка уничтожен и стать пищевым ресурсом определенных клеток, чтобы не произошло его разложения и отравления продуктами распада вновь образующегося организма.

В явлениях метаморфоза отражается в преобразованном виде эволюционный процесс перехода одного вида в другой. Особенно ярко это проявляется в особенностях некробиотического метаморфоза, при котором личиночная форма умирает и поглощается взрослым организмом по мере его становления. Происходит в едином организме как бы смена поколений, при которой одна морфофизиологическая организация уступает место другой. Границей между ними является смерть одного организма и рождение другого, с иным строением и организацией.

Существование явлений неотении, например, у хвостатого земноводного амбистомы, показывает возможность не только отражения в метаморфозе преемственности морфологически различных видов, но и распадения видов, их дивергенции при задержке развития на личиночной стадии и достижении половой зрелости личинками без метаморфоза. Так, личинки амбистомы, именуемые аксолотлями, в обычных условиях развиваются с метаморфозом, как земноводные, а в холодной воде взрослеют и порождают потомство без метаморфоза, оставаясь водными животными.

Полагают, что именно таким образом возникли постоянножаберные хвостатые амфибии – пещерный протей, слепой тритон, сирена и др. Неотения – довольно распространенное явление, встречающееся как у животных, так и у растений. Поу животных, так и у растенийающееся стоянножаберные хвостатые амфибии – пещерный ости личинками без метаморфоза. адения видовсредством неотении могут размножаться некоторые виды насекомых, паукообразных, червей, ракообразных и земноводных. Неотению провоцируют чаще всего измененные условия среды. Все это вполне наглядно демонстрирует немутационный, метаморфозоподобный характер многих видообразовательных процессов.

Но не только в развитии посредством метаморфозов, но и в других, более плавных формах онтогенеза явственно проявляется регулирующая роль гормонов при формировании морфологических и физиологических особенностей организмов, которая зависит в свою очередь от биологической работы, выполняемой организмами.

Гормоны (от греч. «гормао»– двигаю, привожу в движение) представляют собой биологически активные вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции или выделяемые скоплениями специализированных клеток. Гормоны в каждом организме поистине вездесущи. Прежде всего, гормоны избирательно воздействуют на клетки, контролируют внутриклеточный обмен веществ, повышают или снижают активность тех или иных генов.

Это означает, что гормональная система способна влиять на работу генетических структур и от поколения к поколению направленно изменять их помимо мутаций. Но она сама зависима от информации, заложенной в геномах, и поэтому может влиять лишь на выработку ненаследственных фенотипических модификаций, чисто вариативных изменений, пока организмы данного вида осуществляют стандартную для данного вида биологическую работу. Лишь существенное изменение биологической работы, производимой организмами при освоении новых условий существования в стрессовом состоянии, может направить развитие гормональной системы по иному пути и тем самым привести к перекомбинированию видового генома.

Огромную роль в этих процессах, несомненно, играют системы чувствительности растений и нервные системы животных. Никакая работа в организме не выполняется без мобилизующего действия этих систем. Повинуясь мобилизующим импульсам, гормоны материально обеспечивают любые функции организмов: движение, рост, дифференцировку тканей, образование фенотипа, формирование пола, размножение, адаптацию к внешней среде, постоянство внутренней среды, пищеварение, обмен веществ, кровообращение, дыхательный ритм и поведение.

Любые нарушения в системе гормонального обеспечения функций организмов приводят к существенному снижению жизнеспособности этих организмов, к резкому повышению вероятности их элиминирования отбором. В свою очередь выработка и утилизация гормонов зависит от регулярно выполняемой биологической работы, от образа жизни организмов.

Все гормоны в какой-то мере специализированы. Так, гормон роста – соматотропин – стимулирует рост позвоночных животных и человека. Увеличение размеров тела как в онтогенезе, так и при образовании новых видов не может обходиться без выработки повышенных количеств гормона роста. Гормон инсулин снижает уровень глюкозы в крови, стимулирует синтез и накопление углеводов. При большом количестве углеводов, потребляемых с пищей, стимулирует увеличение жировых отложений.