Вторник, 31.03.2020
                       


МЕНЮ
УЧИТЕЛЮ БИОЛОГИИ
К УРОКАМ БИОЛОГИИ
ПУТЕШЕСТВИЕ В МИР РАСТЕНИЙ
В МИРЕ ЖИВОТНЫХ
АНАТОМИЯ БЕЗ ТАЙН И ЗАГАДОК
ИНТЕРЕСНО УЗНАТЬ
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РАЗВЛЕКАЛОВКА
Категории раздела
КАК МЫ ДУМАЕМ [104]
ФАУНА ПЛАНЕТЫ ЗЕМЛЯ [114]
ОТКРЫТКИ "В ЦАРСТВЕ ФЛОРЫ" [354]
БИО-ЭНЦИКЛОПЕДИЯ "РАСТЕНИЯ И ГРИБЫ" [25]
ЕСТЕСТВЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ [48]
БИОЛОГИЯ ПОВЕДЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА И ДРУГИХ ЗВЕРЕЙ [156]
МОРСКИЕ ЖИВОТНЫЕ [124]
ДАРВИНИЗМ В ХХ ВЕКЕ [60]
ДОИСТОРИЧЕСКАЯ ЖИЗНЬ [45]
ОЛИМПИАДЫ ПО БИОЛОГИИ [36]
ЧУДЕСНАЯ ЖИЗНЬ КЛЕТОК: КАК МЫ ЖИВЕМ И ПОЧЕМУ МЫ УМИРАЕМ [0]
ВИКТОРИНЫ К УРОКАМ БИОЛОГИИ [10]
РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ [32]
ЭТОЛОГИЯ - ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНО [37]
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РАЗВЛЕКАЛОВКА [28]
ЭНТОМОЛОГИЯ ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ [87]
ЧЕЛОВЕК [123]
МИКРОБЫ ХОРОШИЕ И ПЛОХИЕ [58]
РАСТЕНИЯ [178]
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СПОСОБНОСТЕЙ ЖИВОТНЫХ К КОЛИЧЕСТВЕНЫМ ОЦЕНКАМ ПРЕДМЕТНОГО МИРА [4]
ЧТО ВЫ ЗНАЕТЕ О СВОЕЙ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ? [29]
СЕКРЕТЫ ПОВЕДЕНИЯ Homo sapiens [99]
ЕГЭ НА ОТЛИЧНО [21]
АУДИОКНИГИ ПО БИОЛОГИИ [6]
ИНТЕРЕСНЫЕ ЖИВОТНЫЕ. А ВЫ И НЕ ЗНАЛИ? [49]
ЗАДАНИЯ НА ВЫБОР ПРАВИЛЬНОГО УТВЕРЖДЕНИЯ [0]
ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ПО БИОЛОГИИ [43]
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО БИОЛОГИИ [40]
РАБОЧИЕ КАРТЫ ПО БИОЛОГИИ [6]
ЗООЛОГИЯ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ [61]
ЛЕТНИЕ ТВОРЧЕСКИЕ РАБОТЫ УЧАЩИХСЯ ПО БИОЛОГИИ [12]
ЗООЛОГИЯ [87]
СТАНОВЛЕНИЕ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА [17]
БОТАНИКА [0]
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ЗООЛОГИИ [55]
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Главная » Статьи » ДАРВИНИЗМ В ХХ ВЕКЕ

Популяция и среда: игра по правилам
Популяция в ходе своей эволюции все время сталкивается с действием факторов внешней среды. Несколько условно их разделяют на абиотические (факторы неживой природы — такие, как температура и освещенность, влажность для наземных животных и ионный состав среды для водных) и биотические (действие на популяцию сосуществующих с ней животных и растений, среди которых могут быть хищники и паразиты, кормовые объекты и комменсалы-нахлебники, пищевые конкуренты и живущие с данным видом в симбиозе).

Действие факторов в течение жизни популяции способно колебаться, поэтому один и тот же фактор может оказаться благоприятным и неблагоприятным (температура может быть выше и ниже оптимума, лесным животным и растениям одинаково неудобны для жизни как пустыня, так и болото). Нет факторов всегда неблагоприятных. Даже хищники, прямо уничтожающие членов популяции, в умеренном количестве для нее полезны. Они истребляют в первую очередь больных, ослабленных и уже старых животных, а также неудачно, с точки зрения внешней среды, генетически изменившихся. Это мощный фактор стабилизирующего отбора.

Печальные истории — вариации на тему басни «Пустынник и медведь» — о том, какую роль сыграло истребление волков, хищных птиц и т. д. в ряде стран — общеизвестны. Желая помочь куропаткам (вернее, сохранить их для себя), люди уничтожали ястребов, а куропатки гибли от эпидемий.

Факторы в своем действии могут колебаться случайно, но могут изменяться направленно (длящееся веками потепление и похолодание, возрастающая сухость пустынных зон и постепенное осолонение замкнутых водоемов). Читатели без труда вспомнят много подобных примеров.

Если популяция с честью выдерживает действие всей совокупности внешних факторов, поддерживая свою численность на прежнем уровне, можно сказать, что в этой игре с природой она «остается при своих». Популяция, увеличивающая численность и ареал, выигрывает; наконец, часты и случаи проигрыша — численность популяции падает, вид становится все реже и в данной местности исчезает.

Эти процессы в принципе можно описать, пользуясь аппаратом новой отрасли математики — теории игр. Игры в ней понимаются в широком смысле — от карточных до ядерной войны.

На изменение внешних условий (изменение стратегии игрока — Среды) популяция может ответить изменением своего генного состава. Ставшие неприспособительными в данных условиях комбинации генов уничтожаются отбором, и тот же отбор делает весьма вероятным появление новых сочетаний. В целом популяция изменяется, стараясь не отстать от стратегии Среды (разумеется, не следует эти слова понимать буквально).

Рассмотрим данное положение на нескольких примерах. Один из них приводит Кольцов — это параллельная эволюция хищников и жертв — мезозойских динозавров. На протяжении многих миллионов лет триасового, юрского и мелового периодов среди травоядных ящеров шел жесткий отбор на увеличение размеров, ускорение роста. Более быстрорастущие и достигающие больших размеров ящеры быстрее выходили из-под «пресса хищников» (само слово «пресс» здесь не совсем удачно, действие хищников на популяции можно сравнить скорее с насосом). Однако и среди хищников шел параллельный отбор на возрастание размеров и мощи. Травоядные динозавры «ответили» освоением новых зон обитания — широкой адаптивной радиацией, переходом к земноводному образу жизни, а оставшиеся на суше развили сложные и мощные оборонные структуры. К концу мелового периода эти тенденции достигли предела. Появились настоящие «живые танки» — анкилозавры — огромные и неповоротливые, требующие массу пищи и покрытые сплошной костяной броней. У других динозавров — цератопсид возникли мощные многометровые рога. Хищники также достигли своего предела — появились гигантские тиранозавры и карнозавры, ходившие на двух ногах, напоминавших ноги чудовищной хищной птицы, череп их неимоверно увеличился. Огромные зубы-кинжалы могли закалывать жертву любых размеров. Многие из этих «конструктивных решений» носили характер явной спешки, несогласованности. Передние лапы тиранозавра превратились, например, в крошечные бесполезные для добычи пищи придатки, которыми нельзя было даже поковырять в зубах.

Эта система находилась в явно неустойчивом равновесии. Сравнительно небольшое похолодание, изменившее характер растительности, привело к гибели от голода травоядных ящеров. За ними последовали не нашедшие пищи хищники, и освободившуюся от динозавров Землю стали быстро заселять державшиеся до того в тени млекопитающие — мелкие ночные зверьки, которых гигантские ящеры даже не замечали.

А вот второй пример, так сказать, обратный по знаку. Принято считать, что мелкие размеры большинства грызунов — следствие перехода к подземному образу жизни в хорошо защищенных от хищников норах. Сопряженной, согласованной с изменениями своих жертв эволюции подвергся и самый мелкий хищник нашей фауны — ласка, которая может преследовать мышей в норах.

Иногда стратегия в игре «Вид против Среды» настолько прямолинейна, что эволюция выглядит неким направленным процессом — ортогенезом. Так пытались трактовать эволюцию современной лошади. Ее предок — эогиппус жил в условиях мягкого влажного климата эоценового периода, был четырехпалым, и его зубы были хорошо приспособлены к пережевыванию лесной и болотной растительности. Современная лошадь много крупнее эогиппуса, ее однопалые конечности приспособлены к быстрому продолжительному бегу, а зубы — к жесткой траве сухих степей. Построив ряд предков лошади во времени (нечто вроде родословной), мы наблюдаем направленные изменения конечностей, зубов и размеров тела. Однако, как оказалось, древние лошади развивались не по одному, а по нескольким направлениям, параллельными стволами и целыми букетами видов и форм. Все эти стратегии оказались неудачными, кроме одной, — той, которая привела к современной лошади И родословное древо ее меньше всего напоминает телеграфный столб, как полагают ортогенетики.

Какое значение имеет игра между популяцией и средой для прогресса? Самое прямое: чем сложнее среда, чем больше других видов организмов воздействуют на вид, тем более сложными становятся условия существования вида, поэтому он должен усложниться или вымереть.

Некоторую аналогию можно найти в эволюции оружия. Ясно, что самый лучший воин, типа д'Артаньяна, вооруженный шпагой, кремневым пистолетом и мушкетом, не выдержал бы поединка против любого новобранца современной армии с пистолет-пулеметом. Современный автомат намного сложнее мушкета, но отнюдь не потому, что конструкторы оружия любят сложность ради сложности.

Доказательство этого принципа можно найти от обратного, как говорят математики. В условиях упрощения среды потребности в прогрессивной эволюции уменьшаются. Именно поэтому мы находим на островах, даже таких больших, как Австралия или Южная Америка (которая долго была островом), весьма примитивные формы животных и растений.


«Живое ископаемое» — рачок щитень, которого можно встретить в весенних лужах.

Для того чтобы познакомиться с «живым ископаемым», не обязательно ездить в Австралию. В весенних лужах под Москвой можно увидеть довольно крупного рачка щитня. От его облика веет какой-то подчеркнутой архаичностью, и это не удивительно. Щитень древнее многих динозавров, он существует с триасового периода без изменений, именно потому он обитает в пересыхающих, временных водоемах, где кроме него никто не может жить, разве только личинки двукрылых. Практически не имея врагов и конкурентов и обладая такой завидной адаптацией, как яйца, покрытые прочной оболочкой, переживающие сухой сезон в земле, щитень не «испытывал» никакой «потребности» к прогрессу.

Еще Дарвин указывал, что пресные, материковые воды — убежище многих архаичных организмов — «живых ископаемых». Причина этого в первую очередь — обедненность водных биоценозов — сообществ животных и растений.

В этом правиле есть, как будто бы, противоречие. Все мы знаем, хотя бы из описания, как исключительно богата флора и фауна тропиков, особенно тропических лесов. Казалось бы, вот где богатство биоценотических связей, наиболее сложные биоценозы! И однако мы находим в тропиках древние формы, давно вымершие в умеренной зоне. Оттуда описаны невзрачные растеньица, во многом аналогичные псилофитам — первым растениям, вышедшим на сушу в кембрийском периоде, а также саговники, гинкго и древовидные папоротники, под сенью которых в свое время прогуливались динозавры; самые примитивные пресмыкающиеся (крокодилы и гаттерия); примитивные лемуры и полуобезьяны — список этот можно увеличить.

Это кажущееся противоречие разрешил Шмальгаузен, указав, что каждое из «живых ископаемых» занимает весьма узкую экологическую нишу с весьма стабильными условиями, обладая к тому же каким-либо уникальным приспособлением, которое позволяет ему с успехом противостоять высшим, прогрессивным формам. Это специализация, благодаря которой «живые ископаемые» и могут процветать в узкоспециализированных условиях, подобно тому, как холодный сапожник выдерживает конкуренцию с мощными комбинатами бытового обслуживания.

Но среда может упрощаться и дальше. Выпадает внешний фактор — и отпадает нужда в органе. Что из этого следует? Среда уже не ведет отбор по развитию этого органа. В геноме начинают накапливаться неконтролируемые средой мутации, ведущие к дисгармонии развития, недоразвитию органа и, наконец, к полной его редукции.

Так потеряли способность к полету (а порой и сами крылья) многие птицы на островах без хищников, глаза — пещерные и подземные животные. Китообразные в начале третичного периода перешли в море, где органом движения у них стал мощный хвост. В таких условиях задние конечности не нужны, даже вредны, так как увеличивают сопротивление воды. Итогом явилась потеря задних конечностей, «ног». Передние остались, но приобрели функцию рулей. Тем не менее, в среднем каждый десятитысячный кашалот рождается с зачаточными задними ногами. А это может означать одно — в генотипе китообразных еще остались гены, ответственные за построение задних конечностей. Поэтому следует очень осторожно относиться к утверждению, что такая-то ветвь — тупиковая, она не сможет приспособиться к новой среде и ничего нового не даст. Чтобы установить наличие тупика, нужно уткнуться в стену — а стена где-то в отдаленном будущем.

Единственное, что можно утверждать: в настоящее время, в данных конкретных условиях эти группы, или же (что вернее) такие-то органы у них регрессируют, а сами они находятся в стадии морфофизиологического регресса, что, впрочем, не исключает их биологического прогресса, процветания.

До крайних пределов регресса доходят паразиты. Анализируя их эволюционные ряды, можно видеть, как они постепенно теряют органы чувств, хорошо развитую нервную систему, пищеварительную систему. В конце концов от них остается мешок, заполненный половыми продуктами. Таков, например, паразит крабов — ракообразное саккулина, паразитические моллюски, самцы некоторых видов, живущие в половых протоках самок. Венец регресса — встроенные в геном хозяина вирусы.

Может ли регресс идти дальше? Видимо, нет — организм уподобится чеширскому коту из детской английской сказки «Алиса в стране чудес», от которого оставалась одна улыбка.

Широкое распространение регрессивной эволюции в природе явно говорит против ламаркова «врожденного стремления к прогрессу». Если же мы учтем известное замечание Ф. Энгельса о том, что прогресс в органическом развитии в то же время и регресс, так как ограничивает возможности к развитию в других направлениях, нам станет ясно, что Ламарк ошибался. Виды прогрессируют, усложняя свою структуру и совершенствуя функции тех или иных организмов, только когда им выгодно (то есть пока в этом направлении действует естественный отбор).

В главе, посвященной прогрессу, нам, как ни странно, нужно рассмотреть еще вопрос о втором начале термодинамики и применимости его к живой природе. Сам по себе вопрос довольно сложен, к тому же вокруг него скопилось столько спорных и попросту неверных мнений, что автор приступает к нему с некоторым опасением, — удастся ли изложить его достаточно ясно и убедить всех без исключения читателей. Да еще надо постараться обойтись без формул!
Категория: ДАРВИНИЗМ В ХХ ВЕКЕ | Добавил: admin (12.12.2014)
Просмотров: 238 | Теги: Мендель, фенотип и генотип, учение Дарвина, изменчивость, эволюционная теория, происхождение видов, развитие биологии, Ген, хромосомы, дарвинизм в ХХ | Рейтинг: 0.0/0
Поиск

РАЗВИТИЕ БИОЛОГИИ

БИОЛОГИЧЕСКИЕ СПРАВОЧНИКИ
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz
  • Вход на сайт


    Copyright MyCorp © 2020
    Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru