Текст книги "Краткое содержание «Происхождение видов путем естественного отбора»"

Происхождение видов путем естественного отбора

Введение

Чарльза Дарвина называют отцом эволюции, но теория происхождения видов путем постепенного развития возникла задолго до него. Дарвин упоминает ученых, которые внесли вклад в эту теорию и подробно рассказывает об идеях известных натуралистов XVIII века Бюффона и Ламарка.

Бюффон спорил с систематизатором Линнеем, доказывая способность видов изменяться под воздействием среды. Он же был основоположником теории геологических эпох Земли.

Ламарк первым предложил теорию последовательной эволюции видов, которую назвал своим именем. Но в его рассуждениях было много ошибок. Ламарк допускал наследование приобретенных признаков. Например, жираф вытягивает шею, чтобы достать до листвы, и дает потомство с более длинной шеей. Наблюдения показывают, что это невозможно.

Теория Ламарка была слишком идеалистичной. Ученый объяснял изменения видов стремлением к совершенству. Но он не мог ответить на вопрос, почему природа или Бог сразу не создали идеальные виды.

Дедушка Чарльза Дарвина Эразм Дарвин еще до Ламарка высказывал похожие идеалистические идеи. Он считал, что жизнь на Земле произошла от одной частицы, обладавшей разумом. Но у него были и более полезные мысли, которые пригодились Чарльзу Дарвину: например, о потребности животных в безопасности, утолении голода и размножении. В «Происхождении видов» автор подробно развивает эти идеи.

В начале XIX века теория эволюции оказалась никому не интересной из-за идеализма и слишком общего характера рассуждений. После эпохи Просвещения люди были склонны к прагматизму, наблюдаемому опыту, скептическому отношению к любым теориям. Они не могли серьезно воспринимать идеи о разумных частицах и стремлении природы к совершенству. Наблюдения не подтверждали возможность наследования приобретенных признаков, поэтому вся теория казалась ошибочной.

Чарльз Дарвин придал теории эволюции достоверный характер, тем самым возродив к ней интерес научного мира. Автор не наделяет виды и организмы волей или чувствами. Они меняются под действием окружающей среды, в процессе приспособления давая потомство. Законы природы в «Происхождении видов» – это не идеалистическое стремление к совершенству, а наблюдаемая причинно-следственная связь.

Дарвин соединил уже готовую теорию с опытом наблюдений, сделав новые выводы. Он начинает объяснение происхождения видов с очевидных вещей, напоминая, что человек давно умеет улучшать породы собак, лошадей, домашнего скота, голубей и других животных. Практика показывает, что виды не неизменны. Главное – понять механизм их изменений, объяснить появление и закрепление новых признаков.

Дарвин не создавал теорию эволюции. Но его труд считается классическим, потому что он ответил на вопрос, как происходит эволюция видов. Он предположил, что изменения возникают случайно (современные ученые называют их мутациями). Особи с удачными признаками выживают и дают потомство, поэтому изменения закрепляются. За множество поколений признаки накапливаются, образуя новые породы, виды и семейства животных.

Изменение под влиянием одомашнения

Изменения вызваны двумя факторами: природой организма и внешними условиями. Первый фактор важнее и действует сильнее. В одних и тех же условиях организмы из одного помета показывают разные отклонения: как вариации признака, так и уродства.

Для эволюции имеют значения только наследуемые признаки. Каждый животновод знает принцип наследования «подобное производит подобное», но законы передачи признаков неизвестны. Некоторые изменения передаются только потомству своего пола. Обычно наследуемые признаки проявляются у потомства в том же возрасте или раньше, чем у родителей.

Окружающая среда влияет как на сам организм, так и на способность к размножению. Репродуктивная система – самая чувствительная в организме. Например, некоторые животные легко поддаются приручению, но не размножаются в неволе.

Некоторые признаки наследуются вместе. Такая связь называется корреляцией, но ее принципы еще мало изучены. В результате корреляции потомство получает не только выгодный для выживания и размножения признак, но и сопутствующий ему.

Каждая из бесконечно разнообразных вариаций оперения домашней птицы должна была иметь вызвавшую ее причину; и если бы одна и та же причина действовала однородно на протяжении длинного ряда поколений на значительное число особей, то все они, вероятно, модифицировались бы однообразно. Такие факты, как сложные и необыкновенные выросты, неизменно появляющиеся от введения капельки яда, выделяемого насекомым-галлообразователем, показывают нам, какие странные модификации могут возникать у растений от химических изменений в природе их соков.

Изменение в естественном состоянии

Потомки общих родителей, которые обитают на одной и той же территории, могут незначительно отличаться друг от друга в строении организма. Такие признаки называют индивидуальными различиями.

Чем больше видов насчитывает род, тем больше разновидностей внутри вида. У маленьких родов меньше индивидуальных различий. Это объясняется так: большие роды сформировались под влиянием благоприятных условий для изменения и разделения на виды, значит, эти изменения будут продолжаться внутри всех видов.

Таким образом, большие роды склонны сделаться еще больше, и по всей природе замечается, что доминирующие теперь формы жизни склонны сделаться еще более доминирующими, оставляя по себе многочисленных модифицированных и доминирующих потомков. Но путем, который будет разъяснен далее, более крупные роды склонны также разбиться на меньшие. И таким-то образом формы жизни повсюду во вселенной распадаются на группы, соподчиненные другим группам.

Борьба за существование

Когда человек выводит новую породу, он действует в своих интересах. Накопление определенного признака может привести к непредсказуемым последствиям. А естественный отбор действует в интересах животного. Вид адаптируется к среде и благополучно развивается. Перед Дарвиным встал вопрос о механизме этого процесса: как много у природы возможностей для изменений и каким образом отбраковываются неприспособленные к среде особи.

Естественный отбор действует по принципу сохранения полезных признаков. Даже самая незначительная вариация может способствовать выживанию и размножению животного. Сохранение и закрепление признака происходит в процессе борьбы за выживание. Этот термин означает и непосредственную борьбу за жизнь и пищу, и метафорическую борьбу с климатическими условиями и особенностями окружающей среды, и соперничество за самку.

Большая часть животных погибает, не начав размножаться. Если бы этого не происходило, каждый вид увеличивался бы в геометрической прогрессии. Вскоре Земля была бы переполнена животными. Природные условия сдерживают процесс размножения. Когда популяция какого-либо вида становится слишком крупной, голод и эпидемии сокращают ее. При этом важно поддерживать минимальную численность, чтобы вид не вымер.

Среди современных животных самая ограниченная репродуктивная способность у слона. Пара слонов за всю жизнь дает не больше шести детенышей. Но если бы все они выживали, всего через 700 лет популяция слонов достигла бы 19 миллионов особей.

Вглядываясь в природу, мы никогда не должны упускать из виду изложенные выше соображения; мы не должны забывать, что каждое единичное органическое существо, можно сказать, напрягает свои силы, чтобы максимально увеличить свою численность; что каждое из них живет, выдерживая борьбу в каком-нибудь возрасте своей жизни; что жестокое истребление неизбежно обрушивается на старую или молодую особь в каждом поколении или через повторяющиеся промежутки. Облегчите то или иное препятствие, смягчите хотя бы незначительно истребление, и численность вида почти моментально возрастет до любых размеров.

Изменения в окружающей среде влияют не на отдельный вид, а на всю экосистему. Виды в природе взаимосвязаны между собой. Например, красный клевер опыляется шмелями. Полевые мыши уничтожают большую часть шмелей, сдерживая процесс размножения растения. Кошки ловят мышей, не давая красному клеверу исчезнуть.

Особи и разновидности одного вида сильнее всего соперничают между собой в процессе борьбы за выживание, так как у них высокая конкуренция за пищу и партнеров для размножения. Незначительные вариации в наборе признаков могут сыграть большую роль в этой системе, нарушив равновесие.

Один из видов естественного отбора – половой. Например, определенная окраска тела самцов больше привлекает самок и чаще передается по наследству. Или определенное строение тела помогает самцам побеждать соперников и тоже закрепляется у потомства.

Изоляция – один из важных факторов естественного отбора. У популяции, не имеющей соседей, изменения происходят медленно и в одном направлении. Такому виду не страшны конкуренты или потери из-за миграции. И наоборот, широко распространенные и многочисленные виды с большим количеством соседей меняются быстро и разнообразно.

Естественный отбор, или Выживание наиболее приспособленных

Естественный отбор действует на яйцо, семя или молодую особь точно так же, как и на взрослый организм, если наследуются соответствующие признаки.

Половой отбор не такой беспощадный и серьезный в процессе эволюции вида. Часто он лишь содействует естественному отбору, помогая наиболее адаптированным самцам давать самое многочисленное потомство.

В процессе модификации потомства одного какого-нибудь вида и в процессе непрерывного напряжения сил всех видов для повышения своей численности вероятность успеха у потомков в их жизненных столкновениях будет тем больше, чем более многообразными они будут становиться. Таким образом, малые различия, отличающие разновидности одного вида, постоянно склонны разрастись до размеров больших различий между видами одного рода и даже до родовых различий.

До теории Дарвина человечеству были хорошо известны принципы изменения видов. С древних времен человек занимался выведением новых пород домашних животных, птиц и растений. У этих пород был единый предок с незначительно выраженными признаками. Человек отбирал особей по нужному признаку и спаривал их, тем самым усиливая их выраженность. Этот процесс называется кумулирующим отбором.

Люди набрали огромный опыт в искусственном отборе и хорошо понимали его принципы. Они издавна занимались импортом отборных животных и запрещали экспорт лучших производителей. Они выпалывали сорняки и истребляли потомство, не соответствующее стандартам. Дарвин подкрепляет свою теорию выводами, которые можно сделать в результате этих мер.

Происхождение пород от одного предка подтверждается тремя фактами:

1. Породы похожи по основным признакам, при этом отличия выражены резко и доходят до уродств.

2. При скрещивании разные породы дают плодовитое потомство.

3. Если многократно их скрещивать, возникнет реверсия к признакам общего предка.

В процессе адаптации внутри одного вида происходят расхождения в признаках, которые называются дивергенцией: например, разная форма ушей или размер крыльев. Противоположное явление – конвергенция: когда отдаленные группы под влиянием одних и тех же условий приобретают похожие признаки. Например, так у птиц и насекомых появились крылья, хотя они относятся к разным видам.

Законы изменчивости

В одинаковых условиях формируются совершенно разные признаки, а в разных условиях могут сложиться похожие разновидности. Это говорит о том, что основной фактор изменчивости – организм, а не среда. Окружающие условия только закрепляют удачный для выживания признак.

Чтобы вызвать модификации в значительных размерах у какого-либо вида, однажды образовавшаяся разновидность должна снова измениться, быть может, по истечении значительного срока времени; а это значит, она должна представить индивидуальные различия в том же самом благоприятном направлении, что и раньше, и они должны снова сохраниться, и так далее, шаг за шагом.

Если в процессе адаптации к среде определенный орган у вида перестает использоваться, он атрофируется или меняет свое назначение. Например, у крупных островных птиц атрофировались крылья, так как им не нужно было спасаться от хищников. Из-за большого веса страус потерял способность летать, но в процессе адаптации развил сильные ноги, с помощью которых он спасается бегством или отбивается от врагов.

Когда разные виды попадают в одинаковые условия, у них происходит схожий процесс атрофирования и развития компенсирующих органов. Таким образом, естественный отбор двигается одновременно в направлении усложнения и упрощения. Кроты и другие подземные животные потеряли способность видеть: глаза у них зарастают шерстью. Пещерные виды тоже слепы, но могут приспособиться к изменению освещения и начать смутно различать предметы.

Конвергенция встречается не только у отдаленных, но и у родственных видов. Конвергенцию сложно отличить от реверсии – возвращения к исходным признакам общего предка. Пример реверсии – появление у осла, лошади и кулана полос, похожих на окрас зебры.

Трудности теории

Теория Дарвина встречается с несколькими трудностями: например, происхождение инстинктов, фертильность и стерильность в результате скрещивания, наличие сложных модификаций, отсутствие переходных форм. Дарвин отвечает на все эти возражения.

Переходные формы вымерли, уступив место более совершенным, которые лучше приспособились к среде. Среди ископаемых они не встречаются лишь потому, что палеонтология еще слабо развита.

Два родственных вида на одной территории – это, по сути, две крайние формы разновидностей одного вида, которые обособились друг от друга и перестали конкурировать между собой. Промежуточные же формы вытесняют друг друга, так как продолжают конкуренцию за пищу и территорию.

Отсутствие промежуточных форм на границе между двумя ареалами объясняется двумя факторами. Первый – препятствие на границе, которое в древности нельзя было преодолеть. Например, вместо единого континента раньше были острова. Второй фактор – ограниченность этой нейтральной полосы, на которой нет условий для существования целой популяции.

В процессе эволюции каждая вариация незначительна. Перемены накапливаются за тысячи поколений и лишь тогда образуют новые виды. У переходных форм еще не сформировался выгодный признак, но они выживали, так как даже неполная модификация была полезной.

Некоторые переходные формы можно наблюдать и на современном этапе эволюции. Часто встречается такое явление: сначала животное меняет образ жизни, а потом постепенно развивает нужные органы, долгое время сохраняя лишние.

Разнообразные возражения против теории естественного отбора

Еще одно возражение против теории Дарвина – сложность многих модификаций. Автор говорит, что такие комплексные изменения складываются постепенно. Чтобы объяснить этот процесс, можно сравнивать модификацию с органами не только далеких предков, но и дальних родственников.

Например, глаз вначале представлял собой оптический нерв, покрытый прозрачной кожицей. В результате постепенных изменений он превратился в сложный оптический инструмент.

Возникновение любого сложного органа можно объяснить. Если найдется такая модификация, которая не могла сложиться в результате постепенных последовательных изменений, теория происхождения видов была бы разрушена.

В процессе усложнения органы становятся более специализированными. Орган, выполнявший раньше несколько функций, усложняет свою работу и сохраняет только одну. Два органа, которые раньше выполняли одну функцию, делят обязанности и специализируются.

Некоторые виды рыб дышат и жабрами, и плавательным пузырем. В процессе эволюции плавательный пузырь модифицировался в легкие у многих позвоночных животных. У высших позвоночных жабры полностью исчезли. У многих насекомых крылья возникли на основе трахей.

В природе можно наблюдать примеры, когда у совершенно разных видов из различных классов появились похожие по внешнему виду и функциям органы, которые образовались разными путями. Это явление можно объяснить только естественным отбором, который действовал в одинаковых условиях с разным исходным материалом. Крылья птиц, бабочек, мух, летучих мышей, жуков развивались по-разному, но имеют одинаковые функции и похожее строение.

Эволюция происходит постепенно, без резких скачков. У нас мало данных, чтобы проследить весь процесс изменения организмов и органов, но мы знаем хотя бы часть переходных форм. Последовательные изменения наследуются, складываются друг с другом и через много поколений образуют сложный орган.

Есть еще одно возражение: полезные функции по какой-то причине не развиваются сразу у всех видов. Дарвин объясняет это действием сложного комплекса разных факторов. Например, один признак может ограничивать развитие другого, или в определенных условиях модификация не приносит пользы.

Страусы не летают, потому что в пустыне мало пищи, и птица больших размеров не может себе позволить тратить энергию на полет. Морские животные не эволюционировали в наземные формы жизни на островах, потому что в воде им было доступно больше пищи.

Инстинкт

В качестве возражения на теорию естественного отбора часто приводят существование сложных инстинктов: например, строительство муравейников или сот у пчел. Дарвин объясняет их происхождение так же, как и возникновение сложных модификаций: постепенным накоплением изменений в виде привычек. Отследить этот процесс невозможно, так как привычки не сохраняются в виде ископаемых. Но некоторые переходные формы инстинктов можно наблюдать в природе.

Например, промежуточные формы есть между европейской и американской кукушкой. Первая всегда откладывает яйца в чужие гнезда. Эта привычка настолько сильно укоренилась, что у ее птенцов изменилось строение спины, которое помогает выбрасывать из гнезда чужие яйца. Американская кукушка подбрасывает свои яйца только иногда. Австралийские птицы показывают промежуточный тип поведения: некоторые отбирают чужие гнезда, но сами высиживают птенцов, другие подбрасывают свои яйца, но птенцы не выбрасывают из гнезда чужие яйца.

Многие факты склонны подкреплять теорию естественного отбора, а именно: инстинкты не всегда бывают вполне совершенными и могут вести к ошибкам; нельзя доказать образование ни одного инстинкта, полезного для других животных, хотя одни животные извлекают пользу из инстинктов других; естественноисторический закон «Natura non facit saltum» настолько же приложим к инстинктам, как и к строению организма, и вполне объясним на основании вышеизложенных взглядов, но не объясним никаким другим путем.

Гибридизация

Когда между представителями двух видов происходит первое скрещивание, потомки обычно оказываются стерильными. Это явление подчиняется сложным и интересным законам. Чем больше и глубже различия между видами, тем труднее их скрещивать и тем выше степень стерильности гибридного потомства.

Хотя нам неизвестна точная причина стерильности первых скрещиваний и гибридов, и также неизвестно, почему животные и растения, удаленные из их естественной обстановки, становятся стерильными, однако факты, приведенные в этой главе, не противоречат убеждению, что виды первоначально существовали как разновидности.

О неполноте геологической летописи

Геология подтверждает теорию происхождения видов. Мы уже знаем, что возраст Земли составляет много миллионов лет, а не шесть тысяч согласно Писанию. Геологи находят среди ископаемых древнейшие и промежуточные формы видов. Но геологические данные далеко не полны и не дают ответов на все вопросы.

По теории естественного отбора все ныне живущие виды были связаны с родоначальным видом каждого рода не большими различиями, чем те, которые мы видим между естественными и одомашненными разновидностями одного и того же вида в настоящее время; эти родоначальные виды, ныне в большинстве случаев вымершие, были в свою очередь подобным же образом связаны с более древними формами и так далее назад в глубь веков, постоянно сходясь к общему предку каждого большого класса. Таким образом, количество промежуточных и переходных звеньев между всеми живущими ныне и вымершими видами должно было быть непостижимо велико.

О геологической последовательности органических существ

На каждом этапе истории виды живых существ побеждали и вытесняли своих предшественников, так как оказывались более приспособленными к жизни. Органы, строение тела и инстинкты усложнялись. Зародыши современных животных напоминают по внешнему виду вымершие виды.

Все главные законы палеонтологии ясно свидетельствуют, что виды произошли путем обычного зарождения, причем старые формы вытеснялись новыми и улучшенными формами жизни – этими продуктами вариации и выживания наиболее приспособленного.