Эволюция животныхЖизнь не есть что-то сверхъестественное. Словом «жизнь» мы просто называем все живое. Это слово применяют и в другом смысле — чтобы обозначить свойства живой материи: способность использовать другую материю в качестве пищи, отвечать на внешние раздражения, расти, принимать ту или иную характерную форму, размножаться — наконец, изменяться и становиться совершенней.

Из всех живых существ только человек оказался способным узнать, сколько различных видов живых организмов существует на нашей планете. Он насчитал примерно полтора миллиона и все еще продолжает открывать новые виды.

Мы рассмотрим, как связаны между собой разные формы жизни, как изменяется жизнь во времени, как создает она свое удивительное разнообразие и как совершенствуется. Иными словами, это книга об эволюции.

Было время, когда думали, что живое может возникнуть из грязи или из разлагающейся материи: например, что мухи порождаются гниющим мясом. Но за последнее столетие было окончательно доказано, что живое берет свое начало только от живого. Каждый вид животных или растений — это непрерывный поток живой материи, постоянно от поколения к поколению воспроизводящей себя.

Как воспроизводят живые организмы себе подобных? Простейшая форма — когда особь делится на две половинки и таким образом удваивается. Каждая половинка растет, затем делится снова, и так далее. Подобным способом воспроизводятся одноклеточные организмы и некоторые плоские черви.

Другой способ (им размножаются многие растения и некоторые многоклеточные животные, например губки, полипы) — это когда от взрослого организма отделяется небольшой участок, почка, из которой затем вырастает новая особь. У одних растений такая почка отваливается, у других она остается на конце побега.

Третьим способом размножаются мхи, папоротники и грибы: у них от взрослого организма отделяются не почки, а очень маленькие одиночные клетки — споры, и каждая спора способна развиться затем в новый организм.

Наконец, при половом способе размножения у животных образуются рода одиночных половых клеток (гамет): спермин (в мужских половых органах) и яйцеклетки ( в женских половых органах). Яйцеклетка может развиться в новый организм, но для этого она должна оплодотвориться со спермием. Таким же способом размножаются цветковые растения, только их мужские гаметы называются пыльцой. В отличие от клетки пыльцы не способны активно передвигаться.

Многие организмы воспроизводят себе подобных и бесполым способом, го есть почками или спорами, и половым, то есть гаметами. Но для большинства высших растений и высокоорганизованных животных характерно только половое размножение.

Какой бы вид животных или растений мы ни взяли, всегда окажется, что между особями есть те или иные различия. Среди размножающихся половым способом организмов не найти двух совершенно похожих особей, хотя отдельные черты и передаются по наследству.

У всех растительных и животных видов в потомстве рождается больше особей, чем может уцелеть. Треска за один раз выметывает 10 миллионов икринок. Даже у слонов, хотя они размножаются медленнее других животных, одна-единственная пара могла бы, по подсчетам Дарвина, через 750 лет иметь 19 миллионов потомков. На самом деле, как верно понял Дарвин, в каждом поколении выживают только наиболее приспособленные, п они оставляют после себя больше потомства, чем менее приспособленные особи. Это явление мы зовем естественным отбором. Непрерывность жизни обеспечивается размножением, а меняется живое потому, что из поколения в поколение ведет свою работу естественный отбор.

До XIX века большинство людей считало, что Земля осталась такой же, какой несколько тысяч лет назад ее создал бог. Теперь мы знаем, что возраст Земли — много миллионов лет и что в течение этого времени населяющие ее растения и животные претерпели сильнейшие изменения.

Сама поверхность Земли постоянно меняется. Размываются почва и горы, а то, из чего они сложены, переносится реками в моря и озера, чтобы там осесть на дне. Так век за веком образуются мощные слои осадочных пород, слой за слоем. Недавно ученые открыли, что радиоактивные элементы торий и уран очень медленно, но с постоянной скоростью превращаются в свинец. Если измерить количество свинца в осадочной породе, содержащей торий или уран, можно узнать, как давно она образовалась, то есть выяснить ее возраст.

Все данные говорят за то, что возраст Земли превышает 4000 миллионов лет и что некоторые формы жизни уже существовали около 2700 миллионов лет назад.

Исследуя осадочные породы, ученые обнаруживают в них окаменевшие остатки животных и растений. Окаменелости бывают самые разные: скелет или часть скелета, отпечаток лапы, очертания тела, иногда даже тканей, из которых оно состояло. Порой животные или растения сохраняются целиком, например в янтаре. Наука, изучающая ископаемые растения и ископаемых животных, называется палеонтологией. Именно она позволяет нам узнать, какими были живые организмы в давно прошедшие времена. Оказывается, на протяжении геологического летосчисления жизнь постепенно менялась — эволюционировала: организмы становились все более сложными и разнообразными. Эволюцией жизни мы и займемся в этой книге.

Если эволюция существует, то, сравнивая более древние окаменелости с менее древними и с современными видами, можно проследить, как развивались все многочисленные ветви животного и растительного царств, проследить постепенное совершенствование, их образа жизни.

В самом деле, по ископаемым остаткам можно почти полностью восстановить картину развития некоторых организмов, возникших относительно недавно, — скажем лошади. Когда дело касается более древних слоев, картина, конечно, не бывает полной, но все же окаменелостей обычно хватает для понимания главных вех развития живого: например, как рептилии ответвились от амфибий, как они вслед за тем дали начало новым ветвям, в том числе млекопитающим и птицам.

Современные птицы, подобно рептилиям, откладывают яйца с большим запасом желтка, но птицы теплокровны и тело их, кроме ног, покрыто перьями, а не чешуей, и на их челюстях нет зубов, есть только роговой клюв. Передние лапы превратились у птиц в крылья, хвост укоротился, чтобы им можно было пользоваться в полете как рулем, а мозжечок — отдел мозга, который ведает равновесием, — стал очень большим.

О животном, которое являлось промежуточной формой в эволюции птиц, мы узнали благодаря трем счастливым находкам; имя этому животному — археоптерикс (Archaeopteryx).

Сланец из Золенхофева уже давно использовали для изготовления камня, применяемого в литографии. Это очень мелкозернистая осадочная порода, образовавшаяся в юре на дне неглубоких озер. Когда-то в давно прошедшие времена, полтораста миллионов лет назад, трех археоптериксов — каждый был размером с крупную ворону — угораздило очутиться на дне озера. Их кости и перья прекрасно сохранились в иле, только окаменели. Одного в 1861 году нашли рабочие, добывавшие в каменоломне сланец, другого обнаружили в 1872 году и третьего в 1958. Эти зубастые полупресмыкающиеся птицы, наверно, очень близки к предку всех современных птиц.

Археоптерикс — пример ископаемого животного, которое связывает одну большую зоологическую группу с другой. В некоторых иных случаях

родственные отношения между зоологическими группами можно установить при помощи так называемых «живых ископаемых», то есть форм, которым удалось остаться неизменившимися по прошествии многих миллионов лет. Таков, например, утконос Ornithorhynchus — обитатель Австралии. Утконосы, несомненно, млекопитающие: у них шерсть, теплая кровь, детенышей они выкармливают молоком. Но, подобно рептилиям, утконосы откладывают яйца, да и в скелете у них немало черт, характерных для рептилий. Это одно из тех животных, которые представляли собой связующие звенья между рептилиями и современными млекопитающими. Утконосам удалось уцелеть на протяжении долгих 70 миллионов лет потому, что им не нужно было соревноваться с более приспособленными высшими млекопитающими, так как тех просто не было в Австралии.

Пожалуй, самым неоспоримым доказательством существования эволюции может служить тот факт, что животные со сходным планом строения ведут совершенно различный образ жизни. Например, у всех наземных позвоночных две пары конечностей, причем в скелет передней конечности всегда входят следующие кости: одна выше локтя (плечевая), две ниже локтя (кости предплечья) и за ними — кисть, состоящая из мелких косточек запястья, пясти и пальцев. Так построена ваша рука и так же построена передняя лапка ящерицы. Или, например, крыло летучей мыши. Это длинная передняя лапка, в которой между необычайно вытянутыми четырьмя пальцами тянется кожистая перепонка, а первый, большой палец свободен и служит для того, чтобы на нем можно было висеть, уцепившись за что-нибудь когтем. Птичье крыло в общем построено по тому же плану, только здесь косточки, составляющие кисть, укоротились, уменьшились в числе и срослись, образовав прочную основу, на которой крепятся ножки. У китов передняя конечность — короткий ласт вроде рыбьего плавна, но и внутри этого ласта такой же пятипалый костный скелет, как у земных позвоночных; и хотя плечевой отдел передней конечности очень роток, он имеет типичное для позвоночных строение.

Почему же органы, которые так непохожи и предназначены совсем для иных действий: для полета, для плавания, ползания, хватания предметов. — почему все они построены по одному и тому же плану? Ответ прост:

потому что все они связаны единством происхождения. В них сохранился ~ план строения, который был у общего предка, но этот план по-разному: доизменился, потому что каждое животное выработало свой особый стиль жизни.

Все рыбы, все амфибии, рептилии, птицы и млекопитающие построены т :> одному и тому же общему плану — плану строения позвоночных животных. Всех их роднит общее происхождение от единого предка. Одинаков план строения и у членистоногих животных: у насекомых, многоножек, i луков, скорпионов и ракообразных, — но он очень отличается от плана строения позвоночных. И это потому, что все членистоногие ведут свое начало совсем от другого предка.

О родстве животных свидетельствуют и так называемые рудиментарные органы. Это даже не органы, а их остатки, потерявшие значение и больше ни на что не пригодные. Очень хороший пример дают нам киты. Снаружи у кита не видно следов задних конечностей, но в толще брюшных мышц лежат кости, представляющие собой остатки задних лап: есть, например, остатки тазовых костей, а иногда бедра и голени. Если бы киты были -сотворены», то какой в этих косточках был бы смысл? Но в том-то и дело, что киты произошли от наземных млекопитающих, и, следовательно, вполне естественно, что у них имеются остатки задних лап.

Волоски, растущие на теле человека, — это тоже рудимент, память о тех временах, когда наши предки были покрыты шерстью, словно обезьяны.

Самые яркие доказательства эволюции дает нам эмбриология. Многие животные, совершенно непохожие друг на друга во взрослом состоянии, почти неразличимы в зародышевом. И человека на зародышевой стадии развития не каждый отличит от зародыша ящерицы или кролика, курицы или акулы — короче, от зародышей позвоночных. И опять же объясняется это только тем, что все позвоночные связаны общностью происхождения.

На определенной стадии развития у зародыша человека есть небольшой, но явный хвостик, совсем как у зародыша кролика или собаки. Это может свидетельствовать только об одном — в эволюции человека был этап, когда его предки имели хвост.

Еще интереснее тот факт, что и мы и все другие наземные позвоночные на ранних стадиях зародышевого развития похожи по своему строению на рыб: сердце — как у рыб, сеть кровеносных сосудов — тоже как у рыб, и даже есть жаберные щели. Единственное объяснение этого сходства в том, что мы, подобно другим млекопитающим, подобно птицам и рептилиям, произошли от каких-то общих рыбоподобных предков.

Дальнейшие доказательства эволюции дает изучение того, как менялись организмы в результате деятельности человека. В глубокой древности, возможно, еще за 7000 лет до нашей эры, человек начал одомашнивать животных и растения: собак, диких кур, капусту, пшеницу; он и разводить их стал для собственных надобностей. С тех пор эти организмы неузнаваемо изменились. Возьмем хотя бы лошадь: единственная исходная форма — дикая лошадь — дала в руках человека множество самых разных пород, от мощного тяжеловоза до стремительного рысака.

Человек как бы дал толчок искусственной эволюции, при осуществлении которой он применял искусственный отбор, селекцию. Разводя те формы, которые казались ему особенно удачными, человек постепенно создал организмы, совершенно непохожие на те, которые можно найти в природе.

Наиболее яркий пример такой искусственной эволюции — собаки. Дог и такса, борзая и болонка, пудель и боксер. Эти породы собак не только потеряли сходство со своими предками, дикими волками и шакалами, но зачастую даже неспособны выжить в природе без помощи человека.

Селекцией, то есть избирательным разведением, человек иногда занижался просто так, для удовольствия. Садовые сорта тюльпанов и роз — это же продукты искусственной эволюции, они совсем непохожи на исходные дикие виды. Процесс рукотворной эволюции продолжается и в наши дни. Нынешние розы намного лучше тех, которые украшали сады три века назад: теперь в руках людей имеются новые методы селекции, которые позволяют каждый год получать все новые и новые сорта растений.

Итак, домашние животные и растения на протяжении своей истории изменялись. Но откуда брались, как возникали эти изменения? Иногда нам :-то доподлинно известно. Вот пример: история анконских овец — особой коротконогой породы. На одной американской ферме в 1791 году в стаде овец уродился коротконогий барашек, который не мог перепрыгивать через каменную ограду пастбища. Фермеры избирательным разведением закрепили этот признак в потомстве овец.

Внезапное изменение передающегося по наследству признака называется мутацией. Мутацией и была неожиданная коротконогость единственного барашка, давшего начало анконской породе. В наше время ученые не -к дут случайного появления мутаций, а вызывают их с помощью рентгеновских лучей или химическими воздействиями.

Не каждая мутация дает заметный эффект, но все они в большей или меньшей степени изменяют организм. Как правило, эти изменения неблагоприятны, подчас губительны, но зато иногда полезны.

 

 


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+