Вечно новое дерево жизни

 Природа!.. Она создает
 Вечно новые образы; то что есть - того
 Не было, что было - уже не повторится,
 Все ново, хоть все и старо.

И. В. Гёте

Глубоко в века уходит могучая сеть корней древнего "дерева жизни", а его ветви продолжают развиваться. Немало сухих, мертвых ветвей на "дереве жизни". Но, впитывая земные соки, согретое солнечным теплом, зеленеет оно, покрываясь все новыми и новыми побегами, новыми образованиями, новыми видами.

Как же объяснить это образование новых видов на вечно живом и постоянно обновляющемся "дереве жизни"?

Формирование нового вида начинается с расчленения вида на отдельные группы, которые приспосабливаются к изменившимся условиям.

Каждый вид имеет определенную область распространения, называемую ареалом. В пределах ареала особи вида живут только в тех местах, где есть подходящие для них условия. Например, ареал глухаря тянется от Пиренеев до Байкала, но глухарь - птица лесная и может жить лишь в лесу.

Быстро размножаясь, растения или животные одного вида широко расселяются, и их особи занимают различные участки одного и того же ареала. Часть особей вида, заселяющая более или менее изолированный участок, называется популяцией. Популяции могут быть различными по численности и величине занимаемой территории. Между популяциями лежат пространства или непригодные для жизни, или занятые более сильными конкурентами.

В разных участках ареала условия жизни оказываются различными. Популяция и является той "кузницей", в которой естественный отбор осуществляет "подгонку" организмов к конкретным условиям среды.

На острове Мадейра ветер отсеивал среди насекомых всех "неудачников", оставляя "на племя" или самых лучших летунов, способных противостоять ветру, или тех, которые прятались под камнями и вовсе не летали. Это вызвало разделение исходного вида на две новые формы насекомых: с хорошо развитыми крыльями и бескрылых.

Преимущество в жизненном состязании получают особи, наиболее уклонившиеся в развитии признака, который обеспечивает им жизненный успех. Чем значительнее уклонение, тем больше проявляется его польза.

В силу индивидуальной изменчивости естественный отбор сохраняет в каждом поколении наиболее различных между собой особей. В результате этого особи все больше расходятся по своим признакам как между собой, так и со своим общим предком. Средние особи оказываются в худшем положении и не могут успешно соревноваться со специализированными сородичами.

С вымиранием промежуточных групп и материнского вида более четко обозначаются границы новых форм - географических рас, или подвидов. Со временем слабые различия, характерные для подвидов, возрастают в резкие черты, свойственные определенным видам.

Дельфины и лосось

Сложный и длительный процесс формирования видов от одного общего корня путем расхождения признаков Ч. Дарвин назвал дивергенцией.

Например, от древнего насекомоядного пятипалого коротконогого существа происходят различные группы млекопитающих, приспособленных к разным условиям обитания. Резвые непоседливые белки живут на деревьях, которые доставляют им пищу и приют. Изящные и пугливые олени привязаны к земле и при малейшей опасности бегут по отвесным скалам с такой быстротой, точно страх придает их ногам крылья. Тюлени ведут земноводный образ жизни: они легко плавают в воде, но время от времени тяжело выбрасывают свое грузное тело на плавучие льды или прибрежные отмели, чтобы надышаться, отдохнуть, погреться на солнце. Киты - настоящие водные жители - могут нырять на километровую глубину и быстро подниматься на поверхность воды.

Нередко при жизни в одинаковых условиях организмы, далекие по своему происхождению, приобретают внешнее сходство - это явление конвергенции. Например, дельфин поразительно похож на рыбу. Его тело имеет обтекаемую форму торпеды. Задних конечностей нет, а передние превращены в грудные плавники, играющие роль рулей глубины, поворотов и тормозов. Хорошо развит спинной плавник, который предохраняет животное от заваливания на бок при быстром движении, и сильный хвост, выполняющий роль гребного винта, расположенный, в отличие от хвоста рыб, горизонтально. Кожа дельфинов без волос, гладкая, глянцевитая, в ней отсутствуют ненужные для жизни в воде потовые и сальные железы, но имеется большой слой жира, защищающий организм от переохлаждения в воде. Наружные слуховые проходы заросли, а дыхательные отверстия слились в одну ноздрю, смещенную на "макушку", так что дельфин может дышать, высунув из воды верхнюю часть головы. Нос в воде закрыт специальным клапаном - чем глубже ныряет дельфин и сильнее давление воды, тем плотнее закрывается клапан. Ротовая и носовая полости разделены, и вода попадает в легкие при еде под водой.

Каждый вид животного или растения - это реально существующая форма живой природы, но форма подвижная, которая возникает и развивается, связана родством с предшествующими формами и дает начало новым.

Формирование вида, его расцвет, вымирание или преобразование в новый вид - различные ступени исторического процесса развития живой природы, ее эволюции.

Когда-то Линней признавал вид без развития, а Ламарк - развитие без вида, полагая, что вид - это условное обозначение, придуманное человеком ради удобства изучения огромного числа организмов. Только Дарвину удалось разрешить возникшее в биологии противоречие и создать учение о реальном развивающемся виде.

Образование новых видов в природе осуществляется разными путями. Популяции одного вида могут оказаться изолированными друг от друга под влиянием географических, экологических или других условий. В результате такой изоляции разные группы животных или растений становятся обособленными и не могут скрещиваться с другими представителями своего вида.

При географической изоляции изменяется характер местообитания вида: или вид расширяет свой ареал, занимает новую территорию, или происходит расчленение ареала в результате образования рек, гор и других физических преград.

Заяц-беляк живет не только в Европе, но и в Ирландии. Он попал туда в ледниковую эпоху, когда Ирландия составляла одно целое с европейским материком. Когда ледник отступил, Ирландия была уже островом, отделенным от материка значительным морским пространством. В Ирландии, где климат более мягкий и снег лежит короткое время, у беляка образовалась ирландская форма, не белеющая зимой.

В период оледенения заяц-беляк проник и в Альпы, образовав там новый подвид альпийского зайца. Строение ног его прекрасно приспособлено к жизни в этих снежных местах. Подошва ног альпийского зайца шире, чем у обыкновенного, густо усажена волосками и вооружена длинными острыми когтями. На бегу он широко расставляет пальцы и бежит по снегу, как на лыжах, а на льду его выручают острые втяжные когти. Живет он высоко в горах, спускаясь зимой к альпийским лесам, где находит защиту от холода и свободные от снега пастбища.

Чем шире ареал распространения вида, тем разнообразнее условия среды, которые могут привести к экологической изоляции. В этом отношении интересен пример с клестами, которые питаются семенами шишек различных хвойных деревьев.

В еловых и сосновых лесах круглый год слышны задорные песенки клестов. Подлетев к шишке, клест подвешивается к ней вниз головой, откусывает и, схватив клювом, летит на соседнее дерево, где вылущивает семена. У клеста крепкий перекрещенный клюв: верхняя половина загнута вниз, а нижняя - кверху. Такая форма клюва клеста объясняется характером питания. Клесты родятся с прямыми клювами (очевидно, и предки их имели прямой клюв), но когда подросший птенец начинает доставать семечки из шишек, клюв его загибается крест-накрест и таким остается на всю жизнь.

Еловые шишки легче сосновых, и у клестов, населяющих еловые леса Алтая и Тянь-Шаня, клюв меньше, более вытянут в длину и не так загнут. Клест-сосновик, обитающий в сосновых лесах Крыма, теребит более крупные шишки, и клюв у него крупнее и крепче. Есть клесты, живущие в смешанных лесах Башкирского заповедника. В зависимости от урожая семян они кочуют из сосновых в еловые насаждения и по форме клюва занимают промежуточное положение среди клестов. Окрашены все клесты одинаково: брюшко беловато-серого цвета, а крылья серовато-черные, с красными каемками.

Так, в связи с различными условиями питания произошло расчленение вида клеста на подвиды, имеющие определенные приспособительные признаки.

Экологическое расхождение нередко вызывается различными сроками размножения. У обыкновенной сельди образовались сезонные расы с разным местом и временем икрометания. Одни сельди мечут икру весной на прибрежном мелководье, другие - осенью на мелях более открытого моря. Разное время созревания половых продуктов затрудняет скрещивание и способствует дальнейшему усилению отличий у расходящихся форм. У высших животных - птиц и млекопитающих - физиологическая изоляция сопровождается изменениями в инстинктах и поведении. У птиц она связана со зрительным восприятием "видовых отметин" и слуховыми впечатлениями от пения сородичей. Млекопитающие имеют высокоразвитое обоняние, и у них основную роль в расхождении играют выделения различных пахучих желез.

Иногда расхождение признаков наблюдается у организмов, живущих поблизости, но в разных условиях среды. Так, в одной и той же реке можно встретить различные формы стрелолиста. Одна форма, обитающая на глубине до двух метров, имеет только узкие лентовидные листья; другая, растущая в воде на небольшой глубине, кроме подводных лентовидных листьев, имеет плавающие, расчлененные на пластинку и черешок; у третьей формы, произрастающей на влажном берегу, развиваются только надводные листья с характерной стреловидной листовой пластинкой.

Генетическая изоляция возникает в результате мутаций.

У одного вида плодовой мушки дрозофилы возникшая мутация разделяет мушек на две группы. Хотя по внешнему виду мушки разных групп абсолютно сходны, они при скрещивании не дают плодовитого потомства. По образному выражению одного натуралиста, эти две группы мушек изолированы так надежно, как если бы они жили на разных материках. Со временем, в результате накопления других мутаций, мушки приобретают и внешние различия. Обычно две родственные группы признаются самостоятельными видами, если между ними возникла генетическая изоляция.

Противники Дарвина говорили: допустим, что он прав и, действительно, в результате естественного отбора выживают приспособленные особи, виды изменяются и совершенствуются. Но почему же в таком случае мы не видим образования новых видов в наше время? Непосредственные наблюдения над рождением нового вида очень трудоемки. И все же известно немало замечательных примеров видообразования.

На маленький остров Порто-Санто, что расположен недалеко от Мадейры, в начале XV века был выпущен выводок кроликов. Новоселы быстро оценили преимущество своего положения: на острове не было ни сородичей, которые посягали бы на их кров и пищу, ни хищников, которые грозили бы им опасностью. И к концу XIX века кролики, расплодившись с невероятной быстротой, завоевали весь остров,

К этому времени они стали "сами на себя не похожи": рост их был по сравнению с европейскими кроликами вдвое меньше, окраска стала иной, изменился и образ жизни. За 400 лет на этом уединенном острове кролики подарили миру еще один новый вид.

А вот другой пример. В графстве Йоркшир (Англия) рос сосновый бор. В 1885 году страшная буря произвела опустошение в заповеднике: сильные порывы ветра вывернули с корнями много сосен. На месте погибших деревьев посадили березки. Прошли годы, и высокие стройные березы поравнялись с соснами. Теперь этот лес состоял из старого соснового бора и молодой березовой рощи, разделенных широкой полосой кустарников. В 1907 году ученые заметили в лесу каких-то незнакомых им бабочек опорабиа-пядениц, но их крылья были светлее.

В хвойном лесу около 96 процентов бабочек были темными, и только 4 процента - светлыми. В этом лесу светлые бабочки истреблялись совами и козодоями, так как в сумерках белые бабочки хорошо заметны на темном фоне хвойных деревьев. В березовой же роще светлокрылые бабочки сливались со светлой корой берез и меньше истреблялись хищниками, поэтому в березовом лесу белых бабочек было 85 процентов, а темных только 15 процентов. Так появилась в березовой роще березовая пяденица со светлыми крыльями, испещренными темными пятнышками и полосками, удивительно напоминающими кору березы, покрытую лишайниками.

Прошло 50 лет. В этом районе Англии выросли заводы и фабрики. Их дым прокоптил стволы деревьев, и светлые бабочки стали заметными для врагов. Окраска пядениц снова изменилась: они потемнели. В промышленных местах черные бабочки уже составляли 99 процентов. Светлая же форма бабочек сохранилась лишь в сельских местностях. Произошло разделение исходного вида пядениц на два новых, приспособленных к изменившимся условиям обитания.

Виды возникали в прошлом, образуются они и сейчас - жизнь природы не останавливается ни на минуту. Разрастается "дерево жизни", полное животворных сил. Все новые и новые молодые ветви развиваются на нем, украшая многообразный мир природы.