Михаил Камшилов - Эволюция биосферы

Возникнув как продукт взаимодействия с насекомыми, цветковые растения достигли высокого совершенства. В ряде случаев взаимозависимость растения и опыляющего его насекомого превратилась в абсолютную взаимозависимость, что существенно ограничило пути дальнейшего развития. Разрыв этой связи, ставший возможным после достижения растениями определенного уровня развития в условиях хорошо отрегулированной биосферы, открывает перед ними новые направления эволюции.

Образно выражаясь, за длительный период совместной эволюции с насекомыми-опылителями цветковые растения многому у них «научились» и теперь уже могут обходиться без своих учителей.

Однако за возможность продолжать независимую эволюцию цветковым растениям придется расплачиваться. Ведь их яркие венчики стали бесполезными. Если с помощью естественного отбора ярким краскам не будет найдено новое применение, они раньше или позже исчезнут. У некоторых видов растений это исчезновение уже началось. В. Л. Комаров приводит в качестве примера виды рода манжеток (Alchemilla), имеющих маленькие зеленые недоразвитые цветы.

Сохранению ярких красок может теперь содействовать человек. В таком случае их «польза для растений» будет определяться эстетическими вкусами людей.

Эволюция цветковых растений в направлении разрыва связи с насекомыми, естественно, вызовет изменение и в эволюции насекомых. Питающиеся пыльцой и нектаром должны будут изменить пищевой объект. Иначе говоря, намечаемое новое направление в эволюции цветковых растений, вызванное какими-то сдвигами в биосфере, таит в себе зародыш новых революционных преобразований в биотическом круговороте Земли.

Как уже говорилось, направление эволюционных преобразований вида определяется его местом в биотическом круговороте. От этого зависит, станет ли вид развиваться прогрессивно, или будет длительное время сохраняться в неизменном состоянии, или, наконец, вовсе исчезнет из биосферы.

А. Н. Северцов рассматривает два очень интересных примера. Первый пример — эволюция вида под влиянием вновь появившегося хищника. В зависимости от соотношений сил и возможностей хищника и жертвы эволюция жертвы пойдет в различных направлениях. Если хищник подавляюще активен, жертве, чтобы сохраниться, нужно эволюировать по пути пассивной защиты: развитие покровительственной окраски, дурного запаха, несъедобности, уход под землю, образование покрова из игл и т. п. В другом случае, когда между силами хищника и жертвы существует лишь незначительная разница в активности, так что наиболее чуткие, зоркие и быстрые особи преследуемого вида могут спастись от хищника активной защитой, переход к пассивным приспособлениям уже перестает быть единственно возможным. «Среди преследуемого вида будут выживать наиболее сильные, наиболее ловкие, наиболее быстро бегающие особи, и от них произойдет новая раса потомков, которым уже не будет нужно переселяться под землю, но которые будут эволюировать в прогрессивном направлении на поверхности Земли» [101] Северцов А. Н. Главные направления эволюционного процесса, с. 140. .

В качестве другого примера А. Н. Северцов рассматривает филогенетическое преобразование глаз в зависимости от изменения интенсивности освещения. При значительном ослаблении света глаза развиваются прогрессивно: увеличиваются их размеры, повышается чувствительность ретины, расширяется зрачок. Так эволюировали глаза ночных птиц (сов, филинов, сычей), ночных млекопитающих, многих глубоководных рыб. При переходе в полную темноту глаза уменьшаются в размерах или даже вовсе исчезают (кроты, слепыши из млекопитающих, пещерные животные и глубоководные рыбы, живущие в полной темноте). Таким образом, «переход в среду со слабым, даже значительно более слабым освещением ведет к прогрессивному развитию глаз; переход в совершенно темную среду ведет к атрофии глаз» [102] Там же, с. 146. .

Следовательно, направление эволюции вида определяется не просто местом в биосфере, но степенью и скоростью изменения особенностей этого места. При медленных и не слишком сильных изменениях возможны прогрессивные преобразования вида. При быстрых и радикальных сохраняются лишь виды, способные к сужению связей со средой, т. е. переходящие на путь пассивной обороны. При изменениях, превышающих возможности изменчивости, вид вымирает. Иначе говоря, «...направление изменений зависит от соотношения между интенсивностью и скоростью изменения среды и организацией и функциями изменяющегося животного» [103] Там же, с. 144. .

Таким образом, для успеха формообразования должны соблюдаться следующие условия:

1. Сравнительно медленные изменения абиотической среды.

2. Благоприятные условия питания, обеспечивающие достаточно высокую численность особей вида.

3. Наследственная изменчивость, позволяющая не отставать от преобразования биосферы.

4. Отсутствие потребителей подавляющей мощности.

5. Наличие потребителей, уничтожающих мало жизнеспособных.

6. Разнообразие связей с организмами других видов, позволяющее приспосабливаться к изменяющимся условиям, вытесняя из них менее приспособленных.

7. Способность по достижении определенного уровня развития изменять связи с окружением.

8. Наличие в среде неосвоенного потенциала вещества, энергии и информации.

Поражающее разнообразие форм организмов создает впечатление безграничных формообразовательных возможностей живых существ. Подобное впечатление ошибочно.

Во-первых, как уже говорилось, биохимический субстрат жизни обнаруживает удивительный консерватизм. У всех эукариот клетки в принципе построены одинаково; более того, некоторые элементарные структуры, такие как жгутики и реснички, имеют практически одинаковое строение у одноклеточных жгутиконосцев и в дыхательном эпителии млекопитающих.

Во-вторых, повторно и независимо в различных ветвях животного мира наблюдается появление ряда биохимических признаков, например мочевой кислоты, гемоглобина, зрительного пигмента. Последний пример особенно интересен. Глаза членистоногих, моллюсков и позвоночных развились совершенно независимо. Анатомически и эмбриологически они существенно различны. Однако зрительный пигмент у них идентичен, представляя собой комбинацию специфического белка, опсина, с производным витамина А (ретиненом). Известный американский биохимик Дж. Уолд по этому поводу пишет: «Организмы, отдаленные по своим биологическим свойствам, будучи поставлены перед специфической, физиологической проблемой могут повторно развивать идентичные молекулярные структуры» [104] Уолд Дж. Филогения и онтогения на молекулярном уровне. — Труды V Международного биохим. конгресса. Симпозиум III. Эволюционная биохимия. М.: Изд-во АН СССР, 1962, с. 26. , и далее «...организмы, под непрерывным давлением естественного отбора, не имеют иного выбора, кроме переоткрытия вновь и вновь, как и в нашем примере, той же самой молекулярной структуры» [105] Там же, с. 27. .