101 ключевая идея: Эволюция - Мортон Дженкинс - Страница 7

Геологи давно знали, что поверхность Земли представляет собой подвижную кору, постоянно изменяющуюся, сжимающуюся и вспучивающуюся под воздействием огромных глубинных сил. Известно, что эти изменения затрагивают громадные куски земной коры, которые называются тектоническими плитами. Одни края этих плит выталкиваются наружу, другие опускаются. Там, где плиты сталкиваются, возникают складки — горные цепи. Когда такие горные массивы возникают на дне океана, они вытесняют воду и океан расширяется. При помощи сверхточных инструментов, расположенных на спутниках, ученые узнали, что Великобритания удаляется от Северной Америки со скоростью 5 сантиметров в год.

Представление о дрейфе материков (тектонике плит) необходимо для изучения распространения и эволюции жизни на нашей планете. Эта теория объясняет, почему останки тропических животных находят в Антарктиде и почему животный мир Австралии и Южной Америки отличается от животного мира других континентов. Дрейф материков отделяет популяции друг от друга именно таким образом, который способствует видообразованию и закладывает основы для дальнейшего независимого развития групп примитивных организмов.

Пангея начала разделяться в триасовом периоде (225 миллионов лет назад), и уже к концу мезозойской эры (65 миллионов лет назад) материки занимали приблизительно то же положение, что и сегодня.

В 1891 году Эжен Дюбуа (1858–1940) обнаружил на Яве останки древнего гоминида, названного «Яванский человек» или Homo erectus — человек прямоходящий. Сейчас считается, что ему 1,8 миллиона лет. В 1877 году в возрасте 19 лет Дюбуа начал изучать анатомию и естественную историю в Амстердамском университете. Через несколько лет он решил найти настоящие останки древнего обезьяноподобного человека и предположил, что искать их следует в Вест-Индии. На его решение, по всей видимости, повлияли работы Геккеля, прославленного немецкого биолога того времени. Дюбуа обратился к правительству Нидерландов с просьбой выделить средства на научную экспедицию в восточные голландские владения. Разумеется, предложение неизвестного ассистента профессора отправить дорогостоящую экспедицию на поиски воображаемого существа не вызвало доверия у правительства, и оно ответило отказом. Однако Дюбуа не сдался и записался Доктором на военный корабль нидерландского флота. В возрасте 29 лет, оставив преподавание анатомии в Амстердамском университете, вместе с женой и ребенком он отправился в голландские владения в Вест — Индии. Там он сделал одно из величайших открытий в истории человечества — нашел «недостающее звено».

Драгоценную окаменелость обнаружили работники, и сам Дюбуа не видел, как ее извлекали из-под земли. Это была часть черепа; Дюбуа показалась, что она слишком большая, чтобы быть черепом обезьяны и слишком маленькая, чтобы быть черепом человека. В мае 1892 года в 13 метрах от первой находки было обнаружено бедро, принадлежавшее, скорее всего, той же особи. На основании остатков Дюбуа сделал предположение, что это было прямоходящее человекообразное существо и потому этого обезьяночеловека назвали Homo erectus.

Но когда Дюбуа вернулся домой, его открытие подвергли жестоким насмешкам. Правота ученого подтвердилась только в 1930 годах.

См. также статью «Геккель, Эрнст Генрих».

Естественным отбором считается процесс, который Дарвин назвал «борьба за существование», при котором наиболее приспособленные организмы выживают, а наименее приспособленные погибают. Согласно положениям дарвинизма, естественный отбор в популяции с изменчивыми признаками приводит к эволюции и образованию новых видов. Некоторые индивиды, более приспособленные и более удачливые в плане размножения, передают свои черты потомству, и, таким образом, количество индивидов с удачными признаками растет с каждым поколением. Дарвин полагал, что по природе индивиды обладают различной способностью к размножению и что природа сама регулирует необходимые в том или ином окружении признаки организмов.

Логика дарвиновской теории основывалась на наблюдениях и выводах. Сформулировать его теорию позволили три основных наблюдения и два вывода:

• Первое наблюдение было высказано в работе Мальтуса «Опыт о законе народонаселения»: организмы имеют тенденцию размножаться в геометрической прогрессии — 2, 4, 8, 16, 32 и так далее.

• Второе наблюдение заключалось в том, что количество особей одного вида в течение долгого времени остается более или менее постоянным.

• Первый вывод, сделанный на основе этих наблюдений: в природе идет постоянная борьба за выживание. Организмы, победившие в этой борьбе, получают шанс на воспроизведение потомства.

• Третье наблюдение заключалось в том, что организмам свойственна изменчивость.

• Второй вывод касался положения о естественном отборе: некоторые индивиды получают больше шансов воспроизвести потомство, чем остальные. Их положительные признаки, скорее всего, передаются другим поколениям, а неблагоприятные признаки менее удачливых животных со временем исчезают.

Опровергнуть теорию Дарвина возможно только на основе более совершенных наблюдений и рассуждений.

См. также статьи «Дарвинизм», «Неодарвинизм».

Чарлз Дарвин осознавал важность размера популяции при определении выживаемости индивидов, соревнующихся между собой за ограниченное число ресурсов удовлетворения основных потребностей, в особенности за пищу. В этом процессе немалую роль играют и хищники; Было проведено много исследований роли хищников в естественном отборе. Наиболее примечательное из них — исследование наземных улиток рода цепея (Сераеа).

В Великобритании распространены только два вида — бурогубая улитка (С. nemoralis), и белогубая улитка (С. hortensis). Бурогубый вид отличается большим разнообразием, цвет его раковины может принимать три различных оттенка — коричневый, розовый и желтый. Отметки на раковинах также различны — от полного отсутствия отметин до пяти черных полос с промежуточными формами. Белогубая улитка имеет обычно желтую раковину, при этом у нее либо вовсе нет отметок, либо пять отдельных полос, промежуточные формы встречаются крайне редко. У обоих видов цвет раковины и количество отметок зависят от генов.

Исследования бурогубых улиток в различных средах обитания, таких, как луга и леса, показали, что существует прямое соответствие между желтыми раковинами и зеленым фоном. В темных местах, например в живой изгороди или в чаще букового леса, пропорция желтых раковин постепенно сходит к нулю. Полосы на раковинах также находятся в прямой зависимости от окружения. Чем более пестрое и темное окружение (например, в лесу), тем больше полос на раковине.

Главный враг бурогубых улиток — певчий дрозд. В середине апреля растительность имеет в основном бурый цвет, и желтые раковины считаются недостатком. К концу апреля желтый становится нейтральным цветом на фоне растительности, а к середине мая он преобладает.

Это очевидный пример отбора по видимым внешним признакам — определенный рисунок раковины обеспечивает маскировку на фоне определенной растительности. Однако белогубые улитки имеют разную окраску и узоры и могут обитать в той же местности, что и бурогубые. На них охотятся те же хищники, но частоты их генов могут сильно отличаться. В буковых лесах почти все бурогубые улитки не имеют полос, тогда как белогубые в основном имеют полосатые желтые раковины.

Изучая окаменелости, можно сделать вывод, что ни один вид не сохраняется вечно — средний срок распространения отдельного вида длится от одного до десяти миллионов лет. Из всех видов, когда-либо обитавших на Земле, 99,9 % являются вымершими, поэтому случаи так называемых живых ископаемых крайне редки. Живым ископаемым называется живой организм, который не отличается в основных чертах от организмов, изученных по окаменелым остаткам. Это современные организмы с анатомическими или физиологическими признаками, которые присутствовали у их вымерших предков. Часто они встречаются в очень удаленных, ограниченных и почти не изменившихся средах обитания. Поэтому их эволюция протекала крайне медленно.