101 ключевая идея: Эволюция - Страница 22

Симпатрическое видообразование среди животных происходит гораздо реже, чем среди растений.

См. также статьи «Аллопатрическое видообразование», «Аллополиплоидия», «Аутополиплоидия», «Мутация», «Ниша».

Сланец Бёрджесс — это особая горная формация, которая дала много уникальных ископаемых окаменелостей, их редкие представители имеют аналоги среди ныне живущих организмов. Сланец Бёрджесс располагается на территории национального парка Йохо, на склонах горы Маунт-Стивен, в канадской провинции Британская Колумбия. Он назван так в честь губернатора, жившего в XIX веке, его имя носит и перевал Бёрджесс, ведущий от города Филд к местной каменоломне. В палеонтологии этот район прославил Чарлз Дулитл Уолкотт, который в 1909 году обнаружил здесь большое количество останков животных. Легкий слой осадков быстро засыпал умерших животных, и отпечатки их мягких тел сохранились до наших дней в качестве окаменелостей.

Согласно легенде, когда Уолкотт проезжал мимо этого места, его мул потерял подкову, он остановился и заметил нечто блестящее на черной поверхности сланца. Эта порода относилась к кембрийскому периоду (540–505 миллионов лет назад) и при дальнейшем исследовании в ней обнаружилось много отпечатков организмов, неизвестных современной науке. Уолкотт проследил ход пластов до подножия холмов, где позже были собраны сотни образцов, хранящихся в Вашингтонском музее США. Окаменелости выглядели настолько необычно, что пробудили интерес во всем мире, и было разослано много образцов для анализа в разные страны. Самыми удивительными оказались останки членистоногих беспозвоночных, к которым относятся и трилобиты. Ранее считалось, что трилобиты были в кембрий чуть ли не единственными представителями этого типа. Оказалось, что это совершенно неверно, так как в сланцах нашли потрясающее разнообразие видов животных, говорящее о том, что океаны того времени буквально кишели беспозвоночными вроде современных ракообразных.

Стивен Джей Гоулд в своем бестселлере «Удивительная жизнь» подробно касается темы важности этих странных окаменелостей для развития представления об эволюции животных. Многие кинолюбители, без сомнения, вспомнят известный фильм Фрэнка Капры 1946 года «Эта удивительная жизнь», который и подсказала Гоулду название для серии книг.

Биологам, занимающимся сравнительной анатомией, давно известно, что виды, образующие более крупные группы (тип, класс или отряд), имеют в своем строении много схожих черт. Развитие техники генетического анализа позволило установить более прочные связи между представителями конкретных групп, так как выяснилось, что строение ДНК у них тоже схоже. Например, все виды, принадлежащие к типу хордовых, имеют хотя бы в один из периодов своего развития спинную хорду (предшествующую позвоночнику), жаберные щели в глотке и полый спинной нервный тяж (канатик). Виды внутри одного класса имеют больше общих черт, а внутри отряда — больше сходства. Виды, принадлежащие к одному роду, могут быть настолько похожи, что различить их по внешним чертам способен только специалист. В таких обстоятельствах приходит на помощь генетический анализ.

Сходство между представителями родственных групп объясняется тем, что они произошли от одного предка. Классы типа хордовых схожи между собой потому, что в прошлом имели одного и того же предка. Сходство между представителями одного класса (например, млекопитающими) более заметно, так как у них был общий предок, обладающий всеми основными чертами млекопитающего.

Эволюция — это довольно консервативный процесс: вместо того чтобы изобретать что — то новое, она, скорее всего, преобразует уже существующие модели. Так, у рыб некогда развилась довольно сложная жаберная структура. У наземных позвоночных она преобразовалась в другие органы, такие, как верхние и нижние челюсти, а также кости среднего уха. Мышцы человеческого лица во многом произошли от мышц жаберных дуг древних рыб.

Иногда старый орган не преобразуется в новый орган, а утрачивает свои функции в процессе эволюции, нередко становясь вовсе бесполезным. Такие органы называются рудиментарными. Примерами рудиментарных органов могут послужить копчик, ушные мышцы и аппендикс у людей. У китов сохранились скелетные останки задних конечностей — в толще плоти, рядом с тем местом, где начинается хвост. У питона под кожей тоже есть маленькие образования, оставшиеся от его задних ног.

См. также статьи «Биогеографические свидетельства эволюции», «Ископаемые свидетельства эволюции», «Генетический анализ», «Биогенетический закон как свидетельство эволюции».

Алфред Рассел Уоллес (1823–1913) родился в Аске (гр. Монмутшир, Великобритания) и после окончания школы сменил много профессий, занимаясь самообразованием. В 21 год поступил преподавателем в Лестерскую школу, где познакомился с Г. Бейтсом, известным энтомологом. В 1848 году Уоллес убедил Бейтса отправиться в экспедицию на Амазонку. Экспедиция была успешной, но на обратном пути на их судне случился пожар и основная часть собранной коллекции была уничтожена.

В 1854 году Уоллес отправился на Малайский архипелаг, где пробыл восемь лет. Его статья «О законе, регулирующем возникновение новых видов», написанная в Сараваке в 1855 году, содержала размышления о теории эволюции, сходные с теорией Дарвина, но не привлекла внимания ученых, кроме самого Чарлза Дарвина. Прочитав труд Мальтуса «Опыт о законе народонаселения», Уоллес пришел к идее естественного отбора, которая была разработана Дарвином приблизительно в то же время. В 1858 году Уоллес написал статью «О стремлении разновидностей бесконечно удаляться от первоначального типа» и послал ее Дарвину с просьбой высказать свое мнение. Дарвин писал: «Я никогда не видел настолько поразительного сходства. Если бы перед Уоллесом находились мои наброски 1842 года, то и тогда он не мог бы составить более точное изложение». Дарвин был готов уступить приоритет Уоллесу, но в 1858 году, когда в Линнеевском обществе были зачитаны обе статьи, Уоллес из скромности уступил право первооткрывателя Дарвину, теории которого он изложил в своей книге «Дарвинизм», вышедшей в 1889 году.

Основной интерес Уоллеса касался области географического распределения животных. Согласно его наблюдениям, животные Малайского архипелага строго делились на две группы: восточную фауну на западе и австралийскую фауну к востоку от пролива между островами Бали и Ломбок. Его работа «Географическое распределение животных» (1876) явилась синтезом всех доступных на то время свидетельств о распространении животных и заложила основы современной зоогеографии.

См. также статьи «Дарвин, Чарлз. «Естественный отбор».

Устойчивость некоторых болезнетворных бактерий к антибиотикам может представлять серьезную проблему для лечения заболеваний, особенно в тех странах, где антибиотики широко распространены и их можно приобрести в любой аптеке. Грозным предупреждением явилась эпидемия тифа 1972 года в Мексике. Трагические обстоятельства показали, что бациллы тифа выработали устойчивость к хлорамфениколу. С эволюционной точки зрения устойчивость к антибиотикам возникает в результате отбора преадаптированных устойчивых мутантов. Еще в начале 1950 годов стало известно, что можно селекционировать и производить резистентные штаммы, никогда не имевшие контакт с антибиотиками.

Генно-клеточный механизм возникновения устойчивости может быть разным, в зависимости от конкретных антибиотиков и видов бактерий; может различаться и скорость выработки устойчивости. Даже внутри вида механизм выработки устойчивости к данному химическому веществу может быть различен. Устойчивость некоторых бактерий к пенициллину была отмечена еще в 1940 годах; она связана с действием одного фермента бактерии, который может расщеплять пенициллин (большинство существующих в природе бактерий устойчивы к пенициллину именно благодаря этому ферменту). Устойчивость к антибиотикам снизила эффективность многих ранее очень действенных лекарств или же вовсе лишила их пригодности. При наличии лекарства отбор резистентных бактерий происходит с большой скоростью. Недавние исследования показали это на примере выработки устойчивости к антибиотикам некоторых штаммов туберкулезных бактерий.