Факторы эволюции​

Три основных фактора, по Дарвину, определяют эволюцию органического мира: изменчивость, наследственность и естественный отбор. Новый вид не может возникнуть из ничего. Он является результатом преобразования стихийного изменения старого вида. В основе эволюции лежит изменчивость. Но этого мало. Для того, чтобы эволюция стала возможной, необходимо, чтобы измененные признаки были наследственны, в противном случае эти признаки исчезнут вместе со смертью субъекта, у которого они возникли, не оставив никакого следа на потомстве. Стало-быть для эволюции важна не изменчивость вообще, а наследственная изменчивость. Но и эта последняя не представляет еще эволюционного процесса. В эволюционном процессе громадную роль играет качество изменчивости. Эволюция предполагает такую наследственную изменчивость, которая расширяет для организма возможности приспособления к окружающей среде. Но так как не всякое изменение организма полезно ее обладателю, то, очевидно, в природе должен существовать какой-то третий фактор, который отсеивает вредные, бесполезные изменения, возникающие в организмах, оставляя только такие формы, которые обладают более или менее полезными признаками. Этот третий фактор назван Дарвином естественным отбором.

Проблема изменчивости во всю ширь после Дарвина была поставлена сначала Вейсманом, а затем Иогансеном. Вейсман первый четко разграничил понятия наследственной и ненаследственной изменчивости, а Иогансен своим учением о чистых линиях поднял эволюционную теорию Дарвина на более высокую ступень. Иогансен первый указал на принципиальное различие между внешним проявлением признаков у организма и наследственными задатками этих признаков. Два организма могут отличаться по наследственному своему строению (по генотипу), но внешне (фенотипически) это различие может не обнаружиться.

С таким явлением, мы встречаемся сплошь и рядом, когда имеем дело, с одной стороны, с гетерозиготной формой, а о другой, с гомозиготной. Например, цвет глаз плодовой мухи Drosophila melanogaster наследственного строения красный цвет-белый цвет и мухи строения красный цвет-красный цвет фенотипически будет один и тот же. С другой стороны, мы можем иметь совершенно одинаковые по наследственным задаткам организмы, но в то же время внешне различные. Так, кактусы под влиянием света изменяют свои плоские отростки в цилиндрические. Водолюбка в воде дает другие боковые отпрыски, чем на суше. Канарейки, питающиеся зернами конопли, имеют темную окраску перьев, а получающие в пищу кайеннский перец окрашены в красный цвет. Во всех этих примерах, число которых можно было бы увеличить почти без конца, наследственная структура организмов остается одна и та же, несмотря на то, что фенотип меняется. Все это показывает, что судить по внешнему проявлению признака о его наследственной структуре нельзя.

Следует строго различать ненаследственные изменения тела (сомы), так называемые сомации, от наследственной изменчивости, всегда обязательно связанной с изменениями в хромосомном аппарате. Наследственные изменения в хромосомном аппарате возникают различным путем. Новые, более или менее наследственно стойкие формы мы можем получить при скрещивании организмов различного наследственного строения. Так, скрещивая между собою холодоустойчивую пшеницу, но с низким качеством зерна, с Нехолодоустойчивой, но с высоким качеством зерна, мы можем получить некоторое количество форм, обладающих и холодоустойчивостью, и высоким качеством зерна. Межвидовые скрещивания также могут дать новые стойкие наследственные формы. В этом отношении чрезвычайный интерес представляют гибриды, полученные Г. Д. Карпеченко от скрещивания капусты (Brassica oleracea) с редькой (Raphanus sativus). У животных же этот путь формообразования, как показал в 1928 г. Федерлей, вряд ли играет какую-нибудь значительную роль.

Большую роль в процессах видообразования играют мутации, т. е. изменения отдельных участков хромосом или изменения числа хромосом. Изменения отдельных участков могут получаться либо вследствие инактивации или потери частиц хромосомы (deficiency), либо перескоком какой-нибудь части от одной хромосомы в другую или от одного конца в другой конец той же самой хромосомы (translocation), либо физико-химическим изменением самих генов. В изучении наследственной изменчивости особенных успехов достигла школа Т. Г. Моргана своими работами над плодовой мушкой, школа Блексли — над дурманом (Datura), школа Баура над львиным зевом (Anthirrhinum) и др.

Все эти явления, вскрывающие внутренние механизмы процесса формообразования, не дают ответа на вопрос, какие силы пускают в ход эти механизмы, что, по выражению Дарвина, служит спичкой, взрывающей пороховой погреб. На этот вопрос некоторый ответ удалось получить только в 1927 г. благодаря известным работам Моллера по рентгенизации дрозофил. Моллеру удалось доказать, что непосредственным толчком к формообразованию у дрозофил может служить воздействие на них рентгеновскими лучами. Эти опыты были повторены многими исследователями, в частности у нас в СССР группой генетиков во главе с проф. А. С. Серебровским. Результаты получились те же, что и у Моллера. Блексли и др. провели соответствующие эксперименты на ботаническом материале. Эксперименты дали положительные результаты. Таким образом, открылась возможность искусственного получения мутаций, что значительно облегчило изучение вопросов наследственной изменчивости.

В хозяйственной практике мутации давно уже используются как материал для образования новых пород. Методом, посредством которого достигается выработка новых форм, является искусственный отбор. Ч. Дарвин детально изучил этот метод, обратив особое внимание на его творческое значение. Сравнительный анализ домашних животных и возделываемых растений с дикими формами привел его к мысли, что подобный отбор происходит стихийно в самой природе и по только этот процесс и приводит к смене органических форм. Вместо сознательной целеустремленной деятельности человека, отбирающего нужные ему формы, в природе имеет место борьба за существование, стихийно приводящая к отбору наиболее приспособленных организмов. Естественный отбор развертывается на фоне борьбы за существование, он неразрывно связан с этой борьбой. В процессе борьбы за существование менее приспособленные организмы гибнут, более же приспособленные остаются жить. Только благодаря смерти одних, остаются жить другие. Эволюция органического мира невозможна без смерти, как невозможна она и без жизни. Вымирание и выживание — две неразрывные стороны естественного отбора. Да и сама смерть есть приспособление, выгодное для вида в целом, и доставшееся организмам в процессе естественного отбора. Из целого ряда изменений в строении и функциях организмов естественный отбор подхватывает наиболее гармонирующие с окружающей обстановкой, беспощадно отметая все остальное.

Борьба за существование в естественных условиях принимает различные формы. Организмам нередко приходится вести борьбу с катастрофическими явлениями природы. Им приходится защищаться от бурь, вулканических извержений, землетрясений, наводнений, пожаров. При этом может погибнуть огромное количество особей. В эволюционном процессе эта форма борьбы играет второстепенную роль. Гораздо большее значение имеет так называемая «индивидуальная элиминация» (Плате). Эта индивидуальная элиминация (обособление) в отличие от массового катастрофического истребления, где индивидуальные особенности организмов и численность этих организмов играют второстепенную, роль, определяется в значительной степени именно индивидуальными особенностями и численностью вида. Индивидуальное истребление, по Плате, может происходить в результате трех форм борьбы за существование: конституциональной, межвидовой и внутривидовой. Борьба с неблагоприятными внешними условиями (колебания температуры, изменения климата и т. п.) выражается в форме так называемой конституциональной борьбы. Здесь личные качества организмов играют решающее значение. Например, при наступлении холодов в более выгодных условиях окажутся отдельные особи с более густой шерстью. Бумпус изучил 136 воробьев, найденных окоченевшими после сильной бури. Сравнение погибших воробьев с типичными для данной местности показало, что погибли те воробьи, которые обладали более крупной величиной и весом, меньшей длиной грудины, с очень длинными или, наоборот, короткими хвостами и т. д. Выжили те воробьи, у которых величина этих признаков была средняя. В данном случае, индивидуальные особенности определили гибель или, наоборот, переживание отдельных особей.

Внутривидовая и межвидовая борьба является в значительной степени результатом интенсивного размножения организмов при ограниченности средств к существованию. Насколько интенсивно размножаются отдельные виды организмов, показывают следующие два-три примера. Самка осетра ежегодно мечет до двух миллионов икринок, и живет до пятидесяти лет. Каждая из икринок, которая разовьется в самку, должна дать в свою очередь до двух миллионов новых икринок, из которых должны опять развиться новые осетры. И если бы все икринки выжили, через несколько лет любой океан был бы буквально запружен осетрами, й никакому другому животному больше нехватило бы в нем места. Одуванчик через какие-нибудь десять лет дал бы такое многочисленное потомство, для которого нехватило бы всей сухой площади на земной поверхности. Слон — животное чрезвычайно мало плодовитое. За всю свою долголетнюю жизнь он производит только 6 детенышей. Но и при этих условиях одна пара слонов через 700 лет дала бы потомство в 19 миллионов слонов. При таком положении вещей межвидовая и внутривидовая борьба за существование приобретает самые беспощадные формы независимо от того, является ли эта борьба агрессивной или простой конкуренцией.

Стихийным следствием борьбы за существование является естественный отбор наиболее приспособленных. В борьбе за жизнь, вызываемой, с одной стороны, избытком рождений, а с другой — ограниченностью средств к существованию, победителями выходят наиболее приспособленные. Менее приспособленные не в состоянии выдержать борьбу и в подавляющем большинстве случаев — погибают, не оставив после себя никакого потомства. Только наиболее приспособленные могут оставить потомство, которому и передадут по наследственности все те признаки и преимущества, которые и привели их к победе. Такие же процессы борьбы и отбора будут происходить и в новых поколениях.

Все это приводит к непрерывному эволюционному процессу, к постоянному изменению органических форм, к лучшей приспособляемости их к окружающей среде. Это, само собою понятно, не означает, что какой-нибудь древний ихтиозавр или более поздний мамонт были хуже приспособлены к условиям своего обитания, чем какое-нибудь современное животное к окружающей его современной обстановке. Это должно означать, что в изменившихся условиях старые формы оказались менее приспособленными, чем новые, и должны были уступить им место на земле. Для улучшения пород скота и возделываемых растений человек сознательно сохраняет полезные, изолируя или уничтожая вредные. Те же процессы изоляции и уничтожения вредного и отбора полезного происходят и в природе в несравненно более широком масштабе. Только процессы эти не зависят ни от какой воли, не имеют никакой заранее поставленной цели, они слепы и стихийны.

Противники дарвинизма нередко указывают, что теория естественного отбора является «пустой, ничем» не подтвержденной спекуляцией» (Дриш, Берг, Флейшман, Франсе, Паули и др.). Против этих возражений нужно ответить следующее. Если бы мы не знали ни одного конкретного примера естественного отбора, то этот факт ни в коем случае не умалил бы значения теории, которая является логическим выводом из множества других конкретных фактов. Никто никогда не видел и никогда не увидит процесса превращения нашего обезьяноподобного предка в человека, тем не менее факт этого превращения, к которому мы приходим чисто логическим путем, для нас не менее, если не более убедителен, чем многие факты, которые мы можем видеть глазами или ощупать руками.

Но вышеуказанные возражения против теории естественного отбора не выдерживают критики и с фактической стороны. Нам известно чрезвычайно много примеров борьбы за существование и выживания наиболее приспособленных в естественных условиях. Многие из этих фактов были известны уже Дарвину, другие стали известны после него. Приведем Несколько из них. В 1727 г. стая пасюков переплыла Волгу у Астрахани и направилась на запад. С этого момента повсеместно по всей Европе началась упорная борьба между пасюками и местными черными, длиннохвостыми домашними крысами. Более сильный, прожорливый пасюк одержал полную победу над крысами, вытеснив их повсюду. В настоящее время домашняя черная крыса представляет большую редкость в Германии. Привезенная из Европы в Австралию медоносная пчела, снабженная жалом, совершенно вытеснила местную пчелу, лишенную этого органа защиты и нападения. Тоуэр (1910 г.) расселил (различные виды колорадского жука (Leptinotarsa) в различных местностях Мексики и по прошествии определенного времени изучил их численное соотношение. Оказалось, что в различных местностях и в различных условиях выжирали различные виды. Чеснола (1904 г.), а затем Беляев (1926 г.) исследовали значение защитной окраски у насекомого богомола (Mantis religiosa). Первый привязывал бурых и зеленых богомолов частью к зеленым растениям, частью к бурым. То же самое он проделывал и в отношении зеленых богомолов. Выживали гораздо лучше богомолы, сидевшие на растениях, одинаковой с ними окраски. Беляев получил аналогичные результаты для трех разновидностей богомолов — желтых, бурых и зеленых, посаженных на бурую почву. Этих немногих фактов, взятых наугад, достаточно, чтобы показать, на каком богатом фактическом материале базируется дарвиновская теория естественного отбора.

Из возражений, выдвинутых против теории естественного отбора, укажем еще на следующее. Противники дарвинизма чаете указывают, что отбор не способен создать что-нибудь новое. «Отбор в лучшем случае может только сохранить то, что заранее дано». И из этого делают заключение о полном бессилии отбора. Прежде всего, следует указать, что если бы даже отбор только охранял полезное и отметал вредное, то этим самым его созидательная роль была бы огромна. Но отбор не только сохраняет и отсеивает то, что уже заранее дано в готовом виде в природе, он влияет и на направление эволюционного процесса. Естественный отбор является единственным поставщиком материала для изменчивости. И совершенно не безразлично для эволюционного процесса, какой материал будет изменяться. Если, например, естественный отбор на континенте будет уничтожать бескрылых насекомых, а на островах будут выживать бескрылые или особи с недоразвитыми крыльями, то, очевидно, дальнейшая эволюция первой и второй группы насекомых будет различна.

Против теории естественного отбора выдвигается также возражение, гласящее, что «отбор ничего не создает нового, он сохраняет только норму, отметая крайние отклонения и являясь поэтому фактором консервативным, а не революционным». Мы уже видели, что рассуждения о консервативной роли отбора не выдерживают критики. Скажем несколько слов о норме. Нормой в органическом мире считается средний тип, наилучше приспособленный в данных условиях и потому чаще всего встречающийся. Таким образом, норма сама является продуктом естественного отбора и держится в определенных рамках до тех пор, пока не изменятся внешние условия. Изменение условий существования может вызвать и изменение нормы. Веттштейн, например, сделал следующее интересное наблюдение над сезонным диморфизмом у некоторых растений, произрастающих на горных лугах. Некоторые виды горечанки (Gentiana), погремка (Alectorophus) имеют две формы. Одна цветет до сенокоса, другая — после него. Близкие виды, растущие там, где нет сенокоса, встречаются в виде одной формы, цветущей в обычное время. Несомненно, что вмешательство человека, производящего сенокос, разбило эти мономорфные формы на диморфные. Произошел естественный отбор с одной стороны особей, отличающихся ранним цветением, с другой — особей, цветущих поздно. Средняя форма — норма — была уничтожена. В результате выработались две новые расы, две новые нормы, приспособленные к сенокосу.