И черное превращается в белое

 Если возьмешь, наконец, ты отдельные
 хлебные зерна
 Злаков любых, то и тут не найдешь. 
 совершенно похожих.

Лукреций Кар

Изучая практику разведения растений и животных, Дарвин обратил внимание на большую изменчивость культурных пород животных и сортов растений: на каждом хлебном поле царит такое же разнообразие, как и в стаде рогатого скота, а это объясняется тем, что домашние животные и культурные растения в течение веков находились в разнообразных условиях содержания и питания, что ускоряло и усиливало их изменчивость.

Однако изменчивость является общим свойством всех живых существ. Если сравнить между собой несколько растений, выросших из семян одного плода, или животных, родившихся от одной матери, например птенцов в одном гнезде птицы или гусениц одной кладки яиц, то и они различаются чем-нибудь между собой. Даже близнецы всегда в чем-то отличны друг от друга.

Но какие причины вызывают изменчивость? Основной причиной изменчивости организмов, по Дарвину, является воздействие на них изменившихся условий. Дарвин подчеркивает огромную распространенность мелких изменений в росте, окраске, густоте шерсти и т. д. Рост животных часто изменяется в зависимости от количества пищи, окраска - иногда от состава пищи, толщина кожи и волосистость - от климата. Обильное кормление коров и свиней в течение многих поколений приводит к увеличению размеров этих животных. Наоборот, в горах и на островах, где пища недостаточно питательна и разнообразна, у лошадей изменяется рост.

В зависимости от характера пищи может измениться и окраска оперения птиц. Если самцов снегирей кормить конопляным семенем (маслянистой пищей), то они теряют характерную розовую окраску грудки и чернеют. Белки при кормлении их кедровыми орехами также темнеют. В ГДР найдено безвредное химическое вещество, которое, будучи примешано к пище канареек, окрашивает их перья в настоящий оранжевый или в ярко-красный цвет.

Влиянием различной температуры можно вызвать изменения окраски бабочек. Перемещая камбалу с песчаного дна на темный гравий, тоже удается вызвать соответствующее изменение (потемнение) ее окраски.

Большое значение в изменении организмов имеет и климат. Перевезенные в Европу, африканские голые собаки через несколько поколений вновь приобретают волосяной покров. Жирнохвостая киргизская овца в других климатических условиях вырождается, а каракулевская порода при переселении со своей родины Бухары в Иран или в другое место теряет особенность своего руна: крупные завитки шерсти раскручиваются и волоски становятся прямыми.

Изменение климата сказывается и на растениях. В холодном климате севера и высоко в горах многие растения становятся карликовыми. Если обыкновенную кочанную капусту выращивать в жарких странах, то она не дает кочана. На острове Джерси, по словам Дарвина, вырос какой-то капустный ствол высотой в 4 метра 88 сантиметров, так что на его вершине между весенними побегами свила себе гнездо сорока.

При переселении в другой климат у растений изменяется период цветения и окраска цветков. Некоторые однолетние растения равнин, пересаженные в горы, становятся двулетними или многолетними.

Такую изменчивость, когда все родственные организмы в одних и тех же условиях изменяются одинаково, Дарвин назвал определенной изменчивостью. В современной генетике эти изменения называются модифнкационными. Они имеют большое значение для приспособления организма к окружающим условиям, но, как правило, по наследству не передаются.

Иногда воздействие одних и тех же условий вызывает у родственных организмов различные изменения. Например, в стаде мериносовых овец на ферме Мошан в 1828 году появилась одна овца с длинной и гладкой бархатистой шерстью. Эта овца и стала родоначальницей мошанской породы, шерсть которой настолько высококачественна, что продается по цене на 25 процентов выше, чем шерсть - мериносовой овцы.

Такую изменчивость, при которой родственные организмы в сходных условиях изменяются по-разному, Дарвин назвал неопределенной. В случае неопределенной изменчивости Дарвин придавал большее значение природе организма, чем условиям жизни. Неопределенную индивидуальную изменчивость (с точки зрения современной генетики, мутационную изменчивость) Дарвин считал наиболее распространенной и имеющей важное значение в образовании новых видов.

Жизненные условия, по Дарвину, действуют на организм двояким образом: непосредственно (на его строение) или косвенно (на плодовитость). Многие экзотические растения, которые разводят в наших садах и оранжереях, хотя и остаются здоровыми, но редко или никогда не приносят семян. Иногда это зависит от отсутствия соответствующих насекомых, которые переносили бы пыльцу на рыльце пестика, но чаще - от изменений в воспроизводящих клетках под влиянием необычных условий. Чрезмерное удобрение или скудность почвы, количество воды, температура почвы, перемена климата - все это резко влияет на плодовитость растений, причем у бесплодных растений обычно пышно развиваются стебли и листья, плоды становятся крупнее, хотя и не содержат семян; увеличивается махровость цветков.

Изменения в условиях жизни влияют и на плодовитость животных: многие животные легко приручаются, но в неволе или не дают потомства, или дают редко, например обезьяны, слоны. Именно те птицы и звери, которые были полезны для человека и легко плодились в неволе, становились со временем домашними животными. Необычные условия влияют на плодовитость не только диких, но и домашних животных, хотя и в меньшей степени. Так, гуси, переселенные на высокие плоскогорья, несутся редко, а вылупившиеся из яиц гусята часто погибают. Все это говорит о замечательной чувствительности половой системы к изменениям.

Ландыши, растущие на глинистой и песчаной почвах

В наше время изменчивостью растений широко пользуются геоботаники для определения характера почв, наличия грунтовых вод и полезных ископаемых.

В Северном Казахстане растет солодка - крупное растение с красивыми фиолетовыми кистями цветков. По внешнему виду этого растения можно определить качество воды. Если в почве есть пресная вода, солодка хорошо развивается, пышно цветет и плодоносит. Если же вода засолена- солодка вырастает низкой, цветет слабо, листья ее приобретают буроватый оттенок и покрываются белесым налетом.

По характеру растительности можно определить и состав почв. Так, мать-и-мачеха является показателем глинистых почв, по ней можно узнать даже о незначительных прослойках глины в песках, а кошачья лапка, цмин и бессмертник служат указателями песчаных почв.

Кто не знает изящный ландыш? На стройном стебельке склоняются жемчужные бутоны, а ниже, как фарфоровые чашечки, - цветки. Но интересны листья этого растения. Если ландыш растет на глинистых почвах, листья у него широкие, темно-зеленые. Если ландыш вырастает на бедных песчаных почвах, листья становятся узкими и окраска их бледнеет.

Избыток или недостаток каких- либо химических элементов в почве тоже резко изменяет строение, размер и окраску растений - это показатели в поисках полезных ископаемых. Замечено, что, если в почве много бора, растения вырастают огромными, в 2-3 раза больше нормальных; если в земле повышено содержание железа, листья растений приобретают ярко-зеленую окраску, а при избытке меди в окраске цветов появляется голубоватый оттенок.

Второй причиной изменения животных Дарвин считал упражнение или неупражнение их органов. Например, у домашней утки кости крыла весят меньше, а кости ног больше по отношению ко всему скелету, чем те же кости у дикой утки. Это объясняется тем, что домашняя утка меньше летает и больше ходит, чем ее дикие родственники. Значительно меньше развито вымя у коров и коз в тех местах, где этих животных не доят, например в пампасах.

Пара крыс была поймана недалеко от входа в пещеру. Они были слепыми. Но когда пойманных крыс подвергли в течение месяца действию постоянно усиливающегося света, они начали смутно различать предметы.

Почти у всех высших животных какая-нибудь часть тела находится в рудиментарном (недоразвитом) состоянии: у самцов млекопитающих рудиментарны млечные железы; у змей - одна доля легких; у птиц - маленькое крылышко, представляющее собой рудиментарный палец, и т. д. Дарвин сравнивает рудиментарные органы с буквами, которые удержались в написании слова, но сделались бесполезными в произношении и служат ключом для выяснения происхождения этого слова. Органы становятся рудиментарными в результате неупражнения и сохраняются исключительно благодаря наследственности.

Наблюдения над животными в зоопарке показывают, что если животное не упражняется в быстром беге или полете, то со временем оно теряет свою легкость и проворство, становится неповоротливым и при быстрых движениях может даже погибнуть.

Освобожденный от крошечной клетки, соловей пытался запеть, но при первой сильной трели свалился мертвый с жердочки - у него произошло внутреннее кровоизлияние. Оказывается, без движения, прыжков и полетов у животных мышцы слабеют, яости истончаются, кровеносные сосуды теряют упругость и при резком повышении кровяного давления разрываются. Не случайно в зоопарках животным дают различные предметы для игр. Это предупреждает ожирение животных, ведущих малоподвижный образ жизни.

Третьей причиной изменчивости, по Дарвину, является скрещивание особей. Это важная при- чина изменчивости, но результаты скрещивания бывают различными в зависимости от того, как оно применяется. "Свободное" скрещивание без подбора родителей приводит к смешению признаков породы. Например, породы кошек недолговечны и скоро исчезают, так как в результате ночного и бродячего образа жизни кошки свободно скрещиваются. Многочисленные породы голубей выведены отчасти благодаря тому, что голуби живут парами всю жизнь. Предотвращение свободного скрещивания и подбор родителей Дарвин называл "краеугольными камнями искусства заводчика".

Скрещивание позволяет объединять, комбинировать ценные наследственные свойства в одном организме. Многие породы крупного рогатого скота, свиней, собак, лошадей, овец выведены путем скрещивания в сочетании с отбором, причем при скрещивании неродственных организмов гибриды оказываются мощнее и крупнее родительских форм, у них повышается жизнеспособность, плодовитость, устойчивость к заболеваниям и т. д. Это явление гибридной мощности получило название гетерозиса. Дарвин первый объяснил значение гетерозиса в эволюции животных и растений: гетерозис обеспечивает повышенную жизнеспособность организмов.

Но чтобы сохранить признаки породы, приходится иногда прибегать к тесному родственному разведению. Особи внутри вида оказываются менее изменчивыми, более однородными, и надежнее передают свои свойства потомству. Но такое разведение допустимо в известных пределах, так как в результате длительного скрещивания животных, находящихся между собой в кровном родстве, у потомства развивается слабость, бесплодие, появляются различные уродства.

Бойцовые петухи, которых разводили в пределах одной семьи, утрачивали драчливый нрав, а у свиней при таком разведении поросята не могли совсем сосать и ходить прямо.

Растения также дают больше семян, бывают крепче и плодовитее при перекрестном опылении, а у многих растений есть немало приспособлений, предохраняющих от самоопыления.

Дарвин проводил опыты с 57 видами растений, относящихся к 30 различным семействам. Он хотел выяснить пользу перекрестного опыления. Растения выращивались в горшках и на грядках в одинаковых условиях освещения, полива и т. д. Но у одних растений цветки опылялись насекомыми, а у других они были изолированы, и насекомые не могли их посещать. И Дарвин убедился, что длительное самоопыление угнетало растения, тогда как при перекрестном опылении растения быстрее росли, раньше зацветали и давали больше семян. По Дарвину, скрещивание растений или животных, не состоящих между собой в тесном родстве, "в высшей степени благотворно".

Но в природе существуют растения, например горох, фасоль, ячмень, пшеница и другие, которые нормально размножаются путем самоопыления и при этом не только не вымирают, а, наоборот, даже процветают. Как это объяснить? У этих растений самоопыление является приспособлением, надежно обеспечивающим размножение.

Следовательно, родственное размножение иногда оказывается не только не вредным, но имеет приспособительное значение, иначе в природе не могли бы появиться растения с такой формой размножения.

У растений изменчивость вызывает не только половая, но и вегетативная гибридизация. Она влияет на всевозможные признаки, каким бы путем ни была произведена прививка. Однако при половом размножении растения больше различаются между собой, чем при бесполом. Это объясняется тем, что на семенах отражается влияние мужской особи. Так, у тополя молодая поросль, выросшая на срубе дерева, значительно больше походит на материнское растение, чем на молодые деревья, развившиеся из семян. Некоторые особенности совсем не передаются семенам, так что садоводы, желая сохранить какую-нибудь редкую разновидность, вынуждены разводить ее только отводками.

Дарвин установил, что изменение какого-либо одного признака организма бывает, как правило, связано с изменением ряда других признаков. Это так называемая соотносительная изменчивость. Организм является единым целым: отдельные части его связаны друг с другом. Поэтому при изменении одного органа всегда или почти всегда одновременно изменяются и другие органы. Например, развитие рогов у животных связано с качеством шерсти: у рогатых ангорских белых коз шерсть длинная и курчавая, а у комолых - короткая. У страуса длинные ноги и в соответствии с длинными ногами шея тоже очень длинная. При короткой шее и длинных ногах он не мог бы достать пищу с земли.

Иногда случаи соотносительной изменчивости бывают удивительными. Совершенно белые коты с голубыми глазами всегда или почти всегда глухие, причем эта особенность свойственна только котам. Бесшерстые собаки имеют недоразвитые или лишние зубы. Человек, отбирая какую-нибудь одну особенность строения животного или растения, почти всегда неумышленно изменяет и другие части организма.

Соотносительная изменчивость наблюдается и у растений. Чаще всего изменяется у них цвет листьев, лепестков, плодов, семян. Семена, снабженные летучками, никогда не встречаются в нераскрывающихся плодах. У многих растений при засухе вянут и опадают листья. Потеря листьев компенсируется увеличением хлорофилловых зерен в стеблях и черенках листьев, возрастанием числа устьиц. Например, у акации расширяются черешки сброшенных листьев, а у иглицы побеги приобретают листовидную форму, приняв на себя функцию утерянных листьев.

Итак, Дарвин показал, что изменчивость является общим свойством живых существ и что условия, вызывающие ее, одинаковы для растительного и животного мира. Но как наследуются изменения?