101 ключевая идея: Эволюция - Страница 16

См. также статьи «Неодарвинизм», «Менделизм», «Мутация», «Репродуктивная изоляция».

Моллюски (улитки, устрицы, кальмары и слизни) считаются в высшей степени приспособленными и широко распространенными организмами, поскольку их предок выработал эффективную защиту в виде раковины. Их общим предком мог быть примитивный моллюск пилина (Pilina), останки которого находят в отложениях кембрийского периода и который имел простую раковину в виде колпачка. Предполагалось, что такие формы исчезли около 350 миллионов лет назад, но в 1952 году в глубинах Тихого океана были обнаружены представители вида, очень похожего на древнего моллюска. На взгляд неспециалиста, неопилина (Neopilina) — довольно невзрачное животное, какой-то моллюск, около 2 сантиметров в диаметре, но для экспертов в области малакологии ее обнаружение явилось одним из величайших открытий XX века. У нее имеются жабры, расположенные парами, и двусторонне симметричное тело (различаются правая и левая половины), что необычно для моллюсков, но характерно для кольчатых червей. Кроме того, что это живое ископаемое, по всей видимости, указывает на общее происхождение настоящих кольчатых червей и моллюсков, обстоятельства его обнаружения тоже довольно удивительны.

В 1952 году датское глубоководное исследовательское судно «Галатея» подняло с глубины в 3600 метров близ побережья Коста — Рики первые экземпляры этого животного. Ничего подобного среди ныне живущих животных не видели, а поскольку их подняли с большой глубины, то оставалось только догадываться об их образе жизни. Шесть лет спустя у берегов Перу был обнаружен второй вид; а в 1962 году у берегов Калифорнии еще один. Через девять лет нашли и четвертый вид, на этот раз в Аденском заливе. Исходя из этого можно предположить, что род неопилин широко распространен по всему миру. Самое удивительное, что они в течение долгого времени никому не попадались на глаза. Начиная с 1872 года, когда судно королевского флота Великобритании «Челленджер» пустилось в трехлетнее плавание, были проведены десятки глубоководных исследований во всех морях с использованием самых лучших аппаратов. Но за 80 лет тщательных поисков обнаружить неопилин не удавалось.

См. также статью «Живые ископаемые».

Форма тела, которую в конечном итоге принимает взрослый организм, контролируется при помощи генов и может подвергаться естественному отбору в процессе роста. Гены определяют как природу признаков взрослого организма, так и скорость, с какой они проявляются, включая стадию полового созревания. Убыстрение процесса полового созревания может привести к тому, что взрослый организм будет сохранять признаки молодого. Способность организмов размножаться на ранней стадии развития (например, раннее половое созревание в личиночной стадии) называется «неотения». В 1920 годах Уолтер Гарстанг и другие ученые предположили, что неотения оказывает влияние на эволюционные изменения. Они выдвинули гипотезу, что хордовые (животные с хордой, предшественники позвоночных) произошли от зрелых личинок иглокожих (беспозвоночных с покрытой шипами кожей) типа морских ежей.

Существует много случаев, подтверждающих, что развитие неотении сыграло важную роль в эволюции, особенно в эволюции примитивных земноводных. Один из широко известных примеров — мексиканский аксолотль. Он может размножаться в стадии водной личинки и завершать жизненный цикл, не выходя из воды. Другой пример, тоже из земноводных, это протеи, обитающие в Европе и США.

Эти примеры, хотя и интересны с биологической точки зрения, ничего не говорят широкой публике. Однако в 1970 годах Б. Кэмпбелл предложил неординарное толкование этого феномена, которое касается всех живых организмов планеты. Он отнес явление неотении ко всему человеческому роду. Ограниченный волосяной покров и бледность кожи европеоидной расы может быть результатом прерванного развития волосяных мешочков и связанных с ними клеток, производящих пигмент меланин. Относительно большой мозг и отсутствие надбровных дуг может быть характеристикой ранней стадии развития обезьян, так же, как и увеличенная скорость роста волос на голове по сравнению с остальными частями тела и увеличенный объем полушарий мозга при рождении по сравнению с другими органами.

См. также статью «Естественный отбор».

Это слово происходит от итальянского nicchia и означает углубление, в котором что-то находится. В экологии оно приобрело дополнительное значение — место, занимаемое организмом в окружающей среде. В это понятие входит функциональная роль организма в сообществе. Термин «ниша» также подразумевает все связи между популяциями, сообществами и экосистемой, в которой находится организм. В число этих связей входят следующие приспособления:

• экологическая амплитуда устойчивости ко всем неживым ограничивающим факторам среды;

• способность пользоваться пищей внутри среды;

• изменения, позволяющие выжить на территории, где обитает организм;

• способность выжить внутри определенной популяционной структуры.

Каждая популяция занимает определенную экологическую нишу, которая определяет основные структуры, физические и поведенческие приспособления популяции. Различные сообщества в очень похожих экосистемах, для которых характерны сходные среды, часто аналогичны по своей структуре и могут занимать ниши, которые в основных своих чертах абсолютно идентичны. Приспособления популяций в этих нишах могут внешне быть очень схожими, даже если эти популяции совершенно не родственны друг другу.

Если два вида занимают одну нишу, то между ними возникает конкуренция, которая длится до тех пор, пока один вид не вымещает другой. Схожие ниши в разных районах могут занимать разные виды. Например, африканская лань занимает ту же нишу, что и евразийский марал Евразии. И напротив, один тип организмов может путем адаптивной радиации занять несколько разных ниш, например дарвиновы вьюрки на Галапагосах.

Когда два вида сосуществуют на одной территории, то можно предположить, что они взаимодействуют со средой по-разному (занимают разные ниши). В лесу, например, водятся различные виды птиц, питающихся семенами, но каждый из них, на самом деле использует среду обитания по-своему.

См. также статьи «Дарвиновы вьюрки», «Галапагосы1, острова».

Естественный отбор — это процесс, сокращающий в популяции пропорцию организмов, относительно неприспособленных к выживанию и увеличивающих пропорцию организмов с фенотипом, близким к оптимальному, для определенной среды и уровня конкуренции. Здесь важен высокий показатель выживаемости, поскольку он предоставляет организму возможность произвести потомство и передать свои гены следующим поколениям, внести их в общий генофонд. Большинство фенотипических признаков определяются генами и имеют тенденцию к нормальному распределению в популяции. Положение оптимального фенотипа определяет основной тип отбора. Существуют три основных типа отбора, которые приводят к улучшению признаков популяции при определенном наборе условий. Они таковы:

1. Стабилизирующий естественный отбор. Достигает цели, отсекая крайние проявления признаков.

2. Направленный естественный отбор. Приводит к распространению одной крайней степени признака.

3. Дизруптивный (раскалывающий) естественный отбор. Приводит к распространению крайних проявлений признаков, отсекая среднее.

Хотя и можно поделить отбор на данные типы, следует помнить, что все они тем не менее считаются различными аспектами одного общего процесса. Тот факт, что некоторые организмы менее приспособлены (то есть они обладают меньшей выживаемостью и/или способностью дать потомство), означает, что те, от кого зависит выживание популяции, конкурируют с организмами, которые все более и более становятся похожими на них. Если направленный естественный отбор постепенно ликвидирует одну крайность фенотипического ряда, то в конечном итоге наступит момент случайного распределения оптимального фенотипа. Тогда в действие приводится стабилизирующий отбор, поддерживающий устойчивое положение.