Деннис Тейлор – Биология. В 3-х томах. Т. 3 (страница 86)
24.5. Естественный отбор
Согласно Дарвину и Уоллесу, механизмом, с помощью которого из предсуществовавших видов возникают новые виды, служит естественный отбор. Эта гипотеза (или теория) основана на трех наблюдениях и двух выводах, которые можно сформулировать следующим образом:
Наблюдение 1. Особи, входящие в состав популяции, обладают большим репродуктивным потенциалом.
Наблюдение 2. Число особей в каждой данной популяции примерно постоянно.
Вывод 1. Многим особям не удается выжить и оставить потомство. В популяции происходит "борьба за существование".
Наблюдение 3. Во всех популяциях существует изменчивасть.
Вывод 2. В "борьбе за существование" те особи, признаки которых наилучшим образом приспособлены к условиям жизни, обладают "репродуктивным преимуществом" и производят больше потомков, чем менее приспособленные особи.
Вывод 2 содержит гипотезу о естественном отборе, который может служить механизмом эволюции.
24.5.1. Доказательства существования естественного отбора
Наблюдение 1. Мальтус привлек внимание к репродуктивному потенциалу человека и отметил, что численность народонаселения возрастает по экспоненте (см. разд. 12.6.3). Способность к размножению свойственна всему живому и представляет собой ту основную силу, которая обеспечивает сохранение вида. Это относится к самым разным организмам (табл. 24.2). Если бы каждая женская гамета была оплодотворена и развилась в половозрелую особь, Земля через несколько дней оказалась бы перенаселенной.
Таблица 24. 2. Репродуктивный потенциал некоторых видов
Наблюдение 2. Численность всех популяций ограничивается или контролируется различными факторами среды, такими как пищевые ресурсы, пространство и свет. Размеры популяции возрастают до тех пор, пока среда еще может выдерживать их дальнейшее увеличение, после чего достигается некое равновесие. Численность колеблется вблизи этого равновесного уровня (см. разд. 12.6.3). Таким образом, величина популяции обычно остается относительно постоянной в течение периода времени, продолжительность которого зависит от продолжительности жизненного цикла данного организма.
Вывод 1. Непрерывная конкуренция между индивидуумами за факторы среды приводит к "борьбе за существование". Происходит ли конкуренция в пределах одного вида (внутривидовая конкуренция) или между представителями разных видов (межвидовая конкуренция), не имеет значения в смысле ее влияния на численность популяции (см. разд. 12.6.5), но в любом случае некоторые организмы не смогут выжить или оставить потомство.
Наблюдение 3. Изучение жуков в студенческие годы в Кембридже, наблюдения, сделанные во время путешествия на "Бигле", и знания, приобретенные при разведении и селекции голубей с целью выработки определенных признаков, убедили Дарвина в важном значении внутривидовой изменчивости. А адаптивное значение межвидовой изменчивости, обнаруженной у галапагосских вьюрков (род Geospiza), дало Дарвину ключ к его второму выводу. Материалы, собранные Уоллесом на Малайском архипелаге, подтверждали существование межпопуляционных различий. Однако Дарвин и Уоллес не смогли выявить источники всех этих форм изменчивости. Вопрос оставался неясным до тех пор, пока Мендель не открыл корпускулярную природу наследственности и не показал, каким образом сохраняются генетические различия.
Вывод 2. Поскольку все особи в пределах данной популяции подвержены изменчивости и поскольку ясно, что неизбежна "борьба за существование", из этого следует, что особи, обладающие определенны-ми признаками, будут более приспособлены к тому, чтобы выжить и оставить потомство. Решающий фактор, определяющий выживание, — это приспособленность к среде. Любое, пусть самое незначительное физическое, физиологическое или поведенческое изменение, дающее одному организму преимущество перед другим, будет действовать в "борьбе за существование" как селективное преимущество. (Термин "селективное преимущество" имеет не столь эмоциональную окраску, как термин "выживание наиболее приспособленных", созданный философом и социологом Гербертом Спенсером.) Благоприятные изменения будут передаваться следующим поколениям, а неблагоприятные отметаются (элиминируются) отбором, так как они невыгодны организму. Действуя таким образом, естественный отбор ведет к повышению "мощности" вида, а в филогенетическом плане — обеспечивает его выживание (если условия среды остаются постоянными). Вся суть теории естественного отбора Дарвина и Уоллеса в наиболее сжатом виде выражена самим Дарвином:
"Так как рождается гораздо больше особей каждого вида, чем может выжить, и так как между ними поэтому часто возникает борьба за существование, то из этого следует, что любое существо, если оно хотя бы незначительно изменится в направлении, выгодном для него в сложных и нередко меняющихся условиях его жизни, будет иметь больше шансов выжить и, таким образом, будет сохраняться естественным отбором. В силу действия закона наследственности всякая сохраненная отбором разновидность будет размножаться в своей новой, видоизмененной форме".
Теория эволюции, сформулированная Дарвином, обросла множеством неверных представлений; поэтому необходимо сделать следующие замечания:
1. Дарвин не пытался объяснить возникновение жизни на Земле; его интересовало, каким образом из существующих видов могут возникать новые виды.
2. Естественный отбор — это не просто негативная, разрушающая сила; он может быть механизмом, с помощью которого в популяцию вносятся позитивные новшества (см. разд. 25.5). В процессе популяризации идеи "борьбы за существование" распространились неудачные выражения, такие как "выживание наиболее приспособленных" и "устранение неприспособленных", введенные философом Гербертом Спенсером и подхваченные тогдашней прессой.
3. Упрощенная, слишком прямолинейная трактовка прессой концепции о "происхождении человека от обезьяны" болезненно задевала чувства как клерикальных, так и мирских слоев общества. Церковь рассматривала это как оскорбление ее учения о том, что бог создал человека "по своему образу и подобию", а общество было возмущено принижением "высокого" положения человека в царстве животных.
4. Явное противоречие между описанным в Книге Бытия сотворением Вселенной за шесть дней и концепцией постепенного формирования все новых видов еще более обострилось после заседания Британской ассоциации по распространению научных знаний, состоявшегося в июне 1860 г. На этом заседании епископ Оксфордский Сэмюэль Уилберфорс неистово обрушился на выводы Дарвина, изложенные в "Происхождении видов", но, поскольку он не был биологом, его выступление страдало неточностями. Заключая свою речь, епископ обратился к одному из защитников дарвиновской теории-профессору Томасу Гексли — с вопросом, считает ли он себя связанным с обезьяньими предками через дедушку или бабушку. В ответ на это Гексли изложил основные идеи Дарвина и указал на искажения, допущенные Уилберфорсом. В заключение он дал понять, что предпочел бы иметь своим предком обезьяну, чем "находиться в родстве с человеком, который использует большие таланты для того, чтобы затемнять истину". Эта досадная дискуссия продолжалась и известна под названием "Книга Бытия против Эволюции". Профессор Р. Дж. Берри охарактеризовал крайние группировки в этих дебатах следующим образом:
а) те, кто преклоняется перед учеными и считает, что библейская история опровергнута;
б) те, кто остается под влиянием Священного писания и собственной его интерпретации и закрывает глаза на тот факт, что творение господа бога можно изучать научными методами.
24.6. Современные представления об эволюции
Теория эволюции, предложенная Дарвином и Уоллесом, была расширена и разработана в свете современных данных генетики, палеонтологии, молекулярной биологии, экологии и этологии и получила название неодарвинизма. Неодарвинизм можно определить как
Термин "эволюция" может означать как сам этот процесс, так и его результат; соответственно разные аспекты неодарвинизма опираются на доказательства разного типа. Для того чтобы признать сформулированную выше неодарвинистскую эволюционную теорию, необходимо:
1) установить факт изменения форм жизни во времени (эволюция в прошлом);
2) выявить механизм, производящий эволюционные изменения (естественный отбор генов);
3) продемонстрировать эволюцию, происходящую в настоящее время ("эволюция в действии").
Свидетельствами эволюции, происходившей в прошлом, служат ископаемые остатки организмов и стратиграфия. Данные о механизме эволюции получают путем экспериментальных исследований и наблюдений, касающихся естественного отбора наследуемых признаков (например, отбора по окраске раковин у