101 ключевая идея: Эволюция - Страница 11

Вместе с этим произошла эволюция экскреторной (выделительной) физиологии, которая стала полностью отличаться от физиологии водных животных. Беспозвоночные и рыбы, которые постоянно обитают в воде, выделяют токсичный аммиак. Он получается из избыточных аминокислот, потребляемых белков, в результате простых биохимических реакций. Аммиак растворяется в большом количестве воды, в которой обитают эти животные. Но в яйце, которое откладывается на сушу, эмбрион не может выжить, если будет выделять ядовитый аммиак — накопление этого химического вещества внутри оболочки яйца окажется фатальным. Поэтому развился ряд более сложных химических реакций, при котором выделяется безвредная и нерастворимая мочевая кислота, хранящаяся внутри яйца до тех пор, пока из него не вылупится детеныш. Развитие клейдоического яйца привело к следующим последствиям:

• Устранение стадии головастика с жабрами. Пресмыкающиеся появляются из яйца похожими на взрослых особей; при этом не происходит никакого метаморфоза (как у земноводных).

•Развитие способа внутреннего оплодотворения. Половые клетки уже не выделяются в воду, так как оплодотворение происходит внутри организма, до того как вокруг эмбриона в яйцеводе образуется относительно непроницаемая оболочка яйца.

Конвергенция (конвергентная эволюция) — это возникновение сходства в строении у далеких по происхождению групп организмов в результате обитания в аналогичных экологических условиях. Примером конвергенции может служить развитие крыльев у позвоночных и насекомых — так различные группы животных, независимо друг от друга, приспособились к передвижению в воздухе. Крылья у этих животных можно назвать аналогичными образованиями, тогда как крылья птиц и летучих мышей произошли от одной и той же пятипальцевой конечности и, следовательно, являются гомологичными образованиями. Когда у родственных животных возникают сходные черты в результате обитания в аналогичных условиях, например развитие похожих конечностей у китов и тюленей, то это называется «параллельная эволюция».

Отдельные организмы занимают определенные экологические ниши в экосистемах. Для того чтобы выжить в определенном окружении, животные должны обладать определенными признаками, которые возникают благодаря естественному отбору. Очевидно, что крупное животное с острыми хищными клыками не сможет жить на дереве, питаясь орехами, плодами и ягодами. Идеально приспособленное к жизни на дереве животное должно быть маленьким, чтобы ветви выдержали его вес. Такому животному необходимы длинные пальцы и когти, чтобы цепляться за ветви, и точное стереоскопическое зрение, чтобы оценивать расстояние для прыжка.

Одним из лучших примеров конвергенции является адаптивная радиация австралийских сумчатых млекопитающих, которые заняли на своем материке многие ниши, в остальных частях света свойственные плацентарным млекопитающим. Там существуют сумчатые эквиваленты муравьедов, кротов, землероек, котов и мышей, обладающих значительным внешним сходством с их плацентарными «собратьями».

См. также статьи «Естественный отбор», «Ниша», «Пятипальцевая конечность».

Взаимодействие между растениями и животными в процессе эволюции породило интересный феномен, называемый «коэволюция». Этот термин обычно относят к двум (или более) видам, эволюционные изменения которых оказались на пользу обоим.

Широко известна связь между птицами и некоторыми растениями. На некоторых растениях образуются плоды, которые обеспечивают птиц пищей; птицы же разносят семена, содержащиеся внутри этих плодов. В процессе эволюции появились яркие, красивые плоды с сочной и питательной мякотью, которые привлекают птиц, распространяющих семена. Опыление цветов с помощью насекомых привело к изменениям в строении обеих сторон. Форма и оттенки цветов, запахи и нектар — все это существует для того, чтобы привлечь насекомых и оставить на их теле пыльцу, которую они перенесут на другие цветы.

Некоторые специалисты определяют термином «коэволюция» любые черты, которые образовались в результате постоянно действующих отношений, служивших давлением отбора. В экосистемах существует тесная связь между животными и растениями. В процессе эволюции организмы развивали механизмы, призванные защитить их от конкуренции и уничтожения, например у растений выработались ядовитые вещества — токсины. Но тесно связанные с ними животные, особенно травоядные, выработали защиту против этих токсинов. В этом отношение интересно взаимодействие между различными видами плодовых мушек дрозофил (Drosophila) и кактусом (Lophocereus schottii), который производит токсичные алкалоиды. Кактус оказался ядовитым для восьми видов дрозофил, но Drosophila pachea выработала вещество, устраняющее влияние яда, и может откладывать яйца в гниющие стебли кактуса.

В Великобритании способность вырабатывать высокотоксичный цианистый водород (цианогенез) выработалась у многих видов цветов, папоротников и грибов, независимо друг от друга. Личинки же некоторых насекомых поедают цианогенные и ацианогенные растения. Они вырабатывают вещества, которые нейтрализуют яд.

Креационисты (от лат. creatio — творение, сотворение мира) по-разному объясняют происхождение мира, но все они опираются на Книгу Бытия или другие священные тексты. Некоторые полагают, что мир был создан за шесть суток и что все ныне живущие народы считаются потомками Ноя. Другие готовы признать, что так называемые дни творения, описанные в Книге Бытия, можно сопоставить с геологическими эрами, если только помнить о том, что эволюционное развитие происходило с Божественного промысла. Те, кто не придерживаются христианских догм, считают такое учение реакционным и лишний раз демонстрирующим неуместность христианского подхода в науке. Другие ученые совмещают христианские и научные взгляды. Все гипотезы креационистов можно изложить следующим образом:

Христиане верят, что Бог представляет собой активную силу, действующую как естественным, так и сверхъестественным образом. Бог — единственный творец мира, хотя Он, конечно, мог действовать посредством мутаций, естественного отбора и так далее.

• В Библии сказано, что люди созданы приблизительно так же, как и другие животные, но только «по образу Божьему». Нет причин полагать, что процесс духовного сотворения должен был создать из нас особый вид с физическими и психологическими чертами, но христиане верят, что именно он отличает нас от других живых существ и связывает нас с Богом посредством души.

• Люди, созданные «по образу Божьему», могут утратить это особое состояние. Это положение снимает одно из противоречий между христианством и эволюционной теорией: предположение о том, что эволюция продолжается и что люди могут видоизменяться и дальше.

Основная часть возражений против дарвинизма в наши дни исходит как раз от креационистов, а не от ученых, хотя возникло новое научно-креационистское учение. В 1932 году в Великобритании было основано «Движение протеста против эволюции», ставящее целью распространение научной информации в пользу библейской теории сотворения мира и доказательство ложности эволюционной теории при помощи научных фактов. К 1970 году количество его членов достигло 850, и оно приобрело больший авторитет после того, как в 1963 году в США было основано Креационистское научно-исследовательское общество, в 1970 году Креационистский научно — исследовательский институт. Дальнейшее развитие креационизма в Великобритании ознаменовало создание в 1972 году Научного объединения имени Ньютона.

Жорж Кювье (1769–1832) — выдающаяся фигура в зоологии начала XIX века; будучи реформатором сравнительной анатомии и палеонтологии, он внес неоценимый вклад в развитие теории эволюции. Будущий самый яркий и влиятельный ученый Франции родился в Монбельяре (Эльзас). Получив образование в академии Штутгарта, он стал домашним учителем в богатом нормандском семействе. Здесь он занимался изучением морских животных и собирал материал, вошедший впоследствии в его книгу «Царство животных», опубликованную в 1830 году. Он стал другом Тесье, известного французского ученого, который устроил его на работу в Парижский ботанический сад. В то же время Кювье читал лекции по сравнительной анатомии в университете; в них он высказывал новые идеи в области зоологии.