Эволюция. От Дарвина до современных теорий - Элисон Джордж

Глава вторая. Вариации в природе

В которой Дарвин рассматривает индивидуальные особенности и выделяет широкую степень изменчивости видов, на которые действует естественный отбор.

Мир природы полон разнообразия. Количество классифицированных видов животных до сих пор не превышает 1,8 миллиона, и, несомненно, впереди нас ждет множество новых открытий. О других царствах жизни известно еще меньше. Многие ареалы обитания практически не исследованы. Схема классификации водных микробов, собранных в водах Атлантического и Тихого океана, Балтийского, Средиземного и Черного морей, позволила идентифицировать тысячи новых семейств генов. Они служат доказательством того, что существует огромное количество пока что неизвестных нам водных форм жизни. И это количество приближается к 99 % всей биосферы.

Дарвин был очарован многообразием живых организмов. Он пришел к выводу, что новые виды, как правило, создаются из вариантов уже существующих. А разнообразие существующих видов, как показала генетика, не перестает удивлять своими масштабами. Внутривидовая изменчивость находится под пристальным вниманием естественного отбора, который способствует проявлению определенных признаков в конкретных средах обитания. Если животное заселяет две разные среды, разделенные пространством или временем, то его популяция может разделиться на две формы, неспособные к обмену генами. То есть так появятся два вида.

Иногда граница между видами изменяется и становится нестабильной, что указывает на динамическое и постоянно меняющееся давление переменчивой среды.

Например, многие поколения красных волков и койотов, несмотря на все их различия, занимали одинаковые ареалы обитания в Северной Америке. Каждый вид сохранял свои отличительные черты. Однако в последние годы деятельность человека «сблизила» оба вида, и они стали производить фертильных гибридов. Такие животные смогли преодолеть барьеры для обмена генами, поэтому со временем два вида вновь слились в один.

Глава третья. Борьба за существование

В которой Дарвин описывает конкуренцию за ограниченные природные ресурсы.

Со временем все виды способны значительно разрастись. Однако этого не происходит из-за болезней, нехватки пищи, атак хищников или отсутствия жилищ. Поэты-романисты и большая часть либерального общества времен Дарвина отрицали борьбу за существование. Теперь мы признаем ее, но часто забываем, насколько безжалостной она может оказаться.

Например, около 400 миллионов домашних собак живут легкой жизнью в домашних условиях. Во многих культурах, презирающих собак, несколько миллионов особей сбиваются в стаи одичавших собак, вынужденные выживать на объедках. Их жизнь хаотична, опасна и непродолжительна. А волки, некогда бродившие по северным лесам, вытесняются со своих территорий людьми. В Европе осталось несколько тысяч особей волков, но вскоре исчезнут и они, если не окажутся под защитой человека. Волкам и одичавшим собакам не повезло столкнуться с самым злейшим из существующих в природе врагом, и оба вида платят высокую цену за свое существование.

Главы четвертая и пятая. Естественный отбор и законы изменчивости

В которых Дарвин объясняет, как унаследованные различия в способностях к выживанию и размножению определяют природу и факторы изменчивости для действия естественного отбора.

Десять тысяч лет назад большая часть Северной Америки была покрыта льдами. По мере отступления ледников они сравняли с землей замысловатые рельефы низких холмов, небольших озер и стремительных рек. Постепенно колюшки отодвигались все дальше от моря. Они нашли два разных пристанища и перешли на разные образы жизни. В озерах, где большая часть пищи была доступна в поверхностных водах, колюшки стали изящными и ловкими пловцами. В водоемах, где лучшим местом для кормления служило мелкое дно, колюшки превратились в мясистых и энергичных рыб, способных добывать пропитание. Несмотря на то что эти рыбы пока не выделены в отдельные виды, каждая форма предпочитает оставаться в собственном ареале обитания и скрещиваться внутри стаи. Естественный отбор направлен на адаптацию рыбы к сопутствующим существованию трудностям, а шанс передать свои гены дальше получают лишь особи, идеально прошедшие тест на выживание.

По признанию Дарвина, вступительный экзамен для передачи генов состоит из двух испытаний. Первый включает в себя само выживание, а второй касается успешного размножения. Это подводит нас к тому, что Дарвин называл «половым отбором». Самцы многих видов вынуждены бороться за внимание самок. Самка же выбирает наиболее успешного кандидата для того, чтобы стать отцом ее потомства, сосудом ее собственных драгоценных генов. Эта борьба за размножение может приводить к развитию таких необычных структур, как павлиний хвост. Такие сексуально привлекательные черты не только помогают в выживании особи, но и являются ее слабым местом. Возможно, поэтому они столь эффективны – яркие признаки показывают, что наряду с опасными для особи сексуальными сигналами их обладатель наделен всем, что нужно для выживания.

Глава шестая. Трудности теории

В которой Дарвин рассматривает органы крайней степени совершенства и другие очевидные камни преткновения в своей теории.

Ухо млекопитающего является прекрасным примером того, как эволюция умеет создавать шедевры инженерной мысли. Вода является отличным проводником, поэтому рыба воспринимает звуковые волны с помощью простых датчиков давления на своем теле. По мере выхода на сушу животных требовалась способность усиливать более слабые звуковые волны.

С этой целью у рептилий и птиц появился крошечный слуховой столбик – небольшая слуховая косточка в среднем ухе, расположенная между внешним миром и сенсорными клетками уха. Однако у млекопитающих слуховая косточка состоит из трех взаимосвязанных единиц с рычажным способом соединения, повышающим их эффективность.

История об образовании уха млекопитающих явно писалась довольно вдумчиво, а само ухо относится к структурам, измененным до неузнавания. У древнейших рыб не было челюстей. Они образовались гораздо позже из костных дуг, некогда поддерживающих жабры. Вторая жаберная дуга стала единственным «усиливающим» рычагом, найденным у рептилий и их пернатых родственников. С появлением предков млекопитающих ухо стало отвоевывать и другие структуры. Для начала изменилось положение шарнирной области между верхней и нижней челюстью, благодаря чему «высвободилась» одна кость верхней челюсти и одна кость нижней, которые превратились в оставшиеся косточки среднего уха. Поэтому можно сказать, что мы слушаем тем, чем наши предки когда-то жевали.

Из окаменелостей можно восстановить всю цепочку существ с развивающимся средним ухом. Это свидетельствует о том, что естественный отбор может основываться на серии успешных ошибок, и ему под силу создавать сложные органы из чего-то уже совершенного.

Дарвин ничего не знал о генах, и его глава о наследовании является самым слабым звеном в теории. Однако теперь у нас есть молекулярные зонды, которые показали, что в сенсорной системе рыб активны те же гены, что и в ухе человека. Это служит доказательством того, что генетика и эволюция превратились в отрасли одной и той же науки.