2 месяца назад
Нету коментариев

Поэт-натурфилософ первого века нашей эры посвятил целую книгу стихов происхождению и развитию жиз­ни, утверждая, что все подчинялось законам природы, а не воле богов, хотя большинство закономерностей по тому времени он знать не мог, лишь гениально пред­восхищая борьбу за существование и отбор. Тем более ему оставались неведомы частные законы эво­люции.

Нам же необходимо в них разобраться. И с этой целью перейдем от научной поэзии к науке непосред­ственно, к конкретным законам эволюции, чтобы один вслед за другим пример показывал, как, по каким внутренним причинам изменяются органы?

Заметим, что число жаберных щелей и дуг вначале у самых низших рыб и их предков было больше 6, за­тем, у акул их стало 5, а у высших рыб — 4. Число все уменьшается. То же самое наблюдается и в коли­честве конечностей у членистоногих. Вспомните и срав­ните их число у многоножек и насекомых. Таких при­меров достаточно. Вначале одноименные органы воз­никают в большом числе, но все они слабо работаю­щие. Со временем их становится меньше, но работают они уже с «полной нагрузкой». Это «Закон уменьшения числа одноименных органов», открытии В. А.До­гелем (Догель Валентин Александрович (1882—1955) —советский зоолог, автор учебных пособий по зоологии и сравнительной анатомии беспозвоночных, а также по общим вопросам парази­тологии. Сделал глубокие обобщения по сравнительной анато­мии).

Мы видели, как изменение плавательного пузыря рыб тесно связано с изменением кровеносной системы и, конечно, с коренными изменениями дыхания. Одна­ко «любое изменение одного органа влечет за собой изменение всех других, с ним связанных». Это Закон корреляций, сформулированный Жоржем Кювье (Кювье Жорж (1769—1832) — выдающийся французский естествоиспытатель, известный своими трудами в области срав­нительной анатомии, палеонтологии и систематики животных (БСЭ. Изд. 2-е, т. 24, с. 175)). За­кон этот связан с математикой и физикой. В том же организме один орган не может измениться без того, чтобы не изменился и другой, подобно тому, как нель­зя помножить на сто числитель дроби, на умножив на столько же ее знаменатель, иначе общее значение дроби не останется прежним.

Вот почему недоразвитые крылья страусов сопро­вождаются недоразвитой мускулатурой, а эти мышцы, идущие от плечевой кости к грудине, будучи тонкими и слабыми, не требуют большой площади для прикреп­ления и «довольствуются» плоской грудиной, не обра­зующей киля. Здесь хочется сказать несколько слов о функции киля. У летающих птиц, наоборот, крыло большое, мышцы сильные и толстые. Сокращаясь, они с силой опускают крыло, преодолевая сопротивление воздуха и вес всего тела. Отсюда ясно, для чего слу­жит большой киль. Боковые поверхности этого высту­пающего костного гребня и служат площадью прикрепления мощных мышц, идущих к плече­вым костям крыльев (рис. 28).

Поперечные схематические разрезы через грудь страуса и голубя

Поперечные схематические разрезы через грудь страуса и голубя

Киль у птиц не имеет никакого отношения к «раз­резанию воздуха», потому что мышцы с боков доходят до самого его края, и над ними он нисколько не вы­ступает. Кроме того, все это сверху покрывает кожа с перьями, окончательно закругляющими грудь, без всяких выступов. Грудь птиц, как и нос корабля, не столько «разрезает», сколько продавливает, раздви­гает внешнюю среду (воздух, воду: здесь законы физики одинаковы). Но главное в другом: обтекаемые тела не требуют заостренных передних концов. Идеальна для этого форма вытянутой капли, закруг­ленной спереди, но обязательно оттянутой и за­остряющейся кзади. Это относится и к формам тела рыб и китов в равной степени. Заострение заднего конца необходимо для того, чтобы струи, обтекающие тело, могли с него «сбегать», соскальзывать, не обра­зуя завихрений, тормозящих продвижение вперед, осо­бенно на большой скорости. Многие птицы летят округлой грудью вперед, согнув шею (цапли, совы, не­которые орлы).

Не служит киль и противовесом «для равновесия», так как центр тяжести тела птиц часто лежит выше, над килем, да к тому же он не тяжелее соседних ча­стей и тканей.

Однако вернемся к закону корреляций. Выше гово­рилось, что превращение пузыря в легкие повлекло за собой образование малого круга кровообращения, а он, в свою очередь, потребовал разделения предсердия пе­регородкой на правую и левую части.

Нередко корреляция выражается в обратно пропор­циональной зависимости: например, взамен постепен­ной потери функции дыхания кожей, при ее ороговении, у рептилий сильнее и лучше развиваются легкие.

Чем разветвленней дыхательная система у члени­стоногих (например, у раков, пауков и насекомых), тем менее развита сеть кровеносных сосудов. Обе эти си­стемы также находятся в коррелятивной зависимости, отчасти заменяя друг друга при доставке кислорода к тканям.

Мы видели, как орган, несущий свою определен­ную функцию, постепенно замещается другим, испод­воль заменяющим прежний. Новый орган принимает на себя функцию прежнего, хотя сам он совсем иного происхождения и работает по другому принципу. Это видно на примере постепенной замены жабер легкими, в чем проявляется закон замещения, или субституции.

Далее, очень важен закон Долло (Долло Луи (1857—1931) — бельгийский палеонтолог-дар­винист. Разработал Закон необратимости «эволюции (Габуния Л, Луи Долло. М., «Наука», 1974)), который гласит: «Однажды исчезнувший орган у потомков вновь вос­становиться не может. Если и возникает подобный орган, то из других зачатков, иного материала». На­пример, чешуя у рыб — это видоизмененные мелкие сосочки или пластинки костной ткани (из мезодермы), проросшей сквозь верхний слой (эктодерму) кожи на поверхность. У земноводных она исчезла. Но у пре­смыкающихся мы вновь видим чешую. Однако она уже не костного происхождения, а возникла заново из дру­гого слоя — ороговевшей поверхности самой эктодер­мы кожи.

Высшие млекопитающие не могли быть потомками ни ехидны, ни утконоса, так как эти яйцекладущие звери потеряли за время эволюции свои зубы и чешую даже на хвостах, а у вышестоящих млекопитающих они есть. Значит, предками их были другие, древние яйцекладущие, которые зубов и чешуи не теряли. По­томки же утконоса не могли бы вновь приобрести эти утерянные детали и части.

Теперь выясним, как тот же орган изменяет свою функцию, а вместе с него и свое строение, свой «об­лик». Древние органы вначале часто выполняли не­сколько функций. Конечности ящеров могли служить для бега, прыжков, рытья почвы, для гребли при плавании и лазания (хотя и плохо) по деревьям. Затем одна из этих функций становится главной в данных условиях. Она постепенно вытесняет все остальные п остается единственной. Этот путь называют специали­зацией органа. За последнее время указанный орган изменился так, что может выполнять теперь только одну какую-либо работу.

Всякая специализация органа и прогресс в его раз­витии — ото и одновременно потеря прежнего совер­шенства. Так, специализированная нога лошади сохра­няет лишь один средний палец и ничего, кроме бега, совершить не может. Развитие сложного полового ап­парата паразитических червей сопровождается у них потерей или упрощением других органов, в том числе органов чувств и т. п.

Если специализация зашла очень далеко, то воз­врата к прежнему уже нет. И отклонения от начатого пути тоже невозможны. Но если орган, приобретя главную функцию, еще не потерял и дополнительных, то возможен «поворот» в эволюции. Если началось приспособление к совсем новым условиям жизни, то функции как бы меняются местами. Прежняя главная функция органа исчезает не сразу. Она становится второстепенной, дополнительной. Так, крыло перво­птиц еще долго могло помогать при лазании, сохранив свои три пальца. Но дополнительная ранее функция (парашютирование) становится все более и более главной. Аналогично протекала замена одного вида и способа питания другим у зародышей яйцекладущих млекопитающих.

В обоих случаях дополнительная функция стано­вится главной, а бывшая главная — дополнительной. Со временем главная функция и здесь становится единственной (полет — у крыла птицы, потерявшей способность лазать). Этот закон называют Принципом смены функций А. Дорна (Дорн Антон (1840—1909) —немецкий зоолог. Основные труды его посвящены, главным образом, вопросам происхожде­ния позвоночных животных (БСЭ. Изд. 2-е, т. 15, с. 128)). Любой орган выполняет всегда какую-нибудь функцию, справляясь с ней хуже или лучше. Бесполезных органов не бывает, Часто даже остатки органа рудименты) и поныне выполняют определенные функции. Например, «остатки» задней пары крыльев у всех двукрылых (комаров, мух, слеп­ней), став так называемыми «жужжелицами», служат стартерами для «запуска» передних крыльев.

Английский ученый Майварт (Майварт Сент-Джорж (1827—1930) — английский зоолог, антидарвинист, отвергал, в частности, учение Ч. Дарвина о твор­ческой роли естественного отбора (БСЭ. Изд. 2-е, т. 26, с. 74)) говорил, что новый орган, только появившийся, вначале так плохо служит, что не может дать никакого преимущества своему об­ладателю. А если это так, то обладатель его не будет иметь никакого шанса на выживание в борьбе за су­ществование, и может исчезнуть, вымирая, как любой неприспособленный организм. Этим рассуждением Майварт хотел взорвать, опрокинуть все учение Дар­вина. В противовес ему А. Дорн указал на акул, у которых, как мы знаем, впервые возникли челюсти и зубы. Конечно эти органы еще не могли жевать, но служили, и вначале неплохо, зажимая и удерживая скользкую добычу. Лишь значительно позже зубы акул смогли отрывать часть добычи. Таким образом, Майварт был неправ и должен был. признать свою ошибку, хотя на позиции дарвинизма он так и не стал.

Какое значение имеют рост и размеры животных для эволюции? Биологами в сотрудничестве с инжене­рами выяснено следующее: у членистоногих прогресс сопровождается уменьшением размеров тела; у позво­ночных, наоборот, прогресс всегда приводит к увели­чению размеров. Это оказалось связанным с тем, как прилагаются к скелету тянущие силы мышц. У насеко­мых пучки мышц прикреплены изнутри пустотелых коленчатых трубок конечностей, проходя сквозь суста­вы их наружного скелета. Расчеты показали, что коэф­фициент полезного действия будет тем выше, чем мень­ше вся такая конструкция. У позвоночных же мышцы прикреплены снаружи к поверхности костей. Здесь, наоборот, выгоднее быть крупным.

Вот почему в кембрии, силуре и девонском перио­дах жили гигантские (до 3 метров длиной) ракоскор­пионы, а их потомки, паукообразные, особенно клещи, измельчали. В каменноугольном периоде жили гигантские стрекозы (почти метр в размахе крыльев). Са­мые же мелкие насекомые — осы-яйцееды, мелкие мошки — относятся к тем группам, которые появились на Земле сравнительно недавно. Что касается позво­ночных, то всюду, где удается найти «палеонтологиче­ский ряд», то есть почти всех предков и все их перехо­ды к потомкам, мы наблюдаем увеличение их разме­ров. Таков «ряд происхождения лошади» от фекакоду­са с пятью пальцами, который был размером с лиси­цу Таков «ряд слонов» от предков, размерами со свинью. То же самое видим и в «ряду развития чело­века» — от полуобезьян величиной с белку. Сейчас вы­ясняются подобные же ряды для некоторых ящеров-динозавров. Но каждый раз такой «взлет» прогресса начинался с мелких и неспециализированных предков с органами, выполнявшими множество функций. Толь­ко от них и могло пойти развитие в разные стороны (закон Копа) (Коп Эдуард Дринкер (1810—1897)—американский пале­онтолог и зоолог. Выделил среди вымерших амфибий отряд стегоцефалов, дал новую классификацию современным и иско­паемым рыбам и пересмотрел систематическое положение мно­гих млекопитающих, однако был противником дарвинизма (БСЭ. Изд. 2-е, т. 22, с. 529)).

Таковы, например, насекомоядные млекопитающие, от которых в разные стороны берут начало ветви гры­зунов, хищных, китообразных, летучих мышей и полу­обезьян. А узкоспециализированные летучие мыши ничьими предками быть не могут, как и в самом отря­де насекомоядных — ежи и кроты. Всеобщими предка­ми из них могли быть только зверьки, близкие к зем­леройкам. Иначе, роющая конечность (крота) должна была бы вновь стать «нероющей», обыкновенной, не специализированной. А эволюция вспять не идет (см. закон Долло). Конечно, далеко не все такие прогрес­сивные ветви обеспечили «вечное» существование сво­им представителям. Прогресс в чем-то одном всегда связан с регрессом, с потерей во многом другом. Даже у человека, как он ни прогрессивен, исчезает волося­ной покров, уменьшился мизинец ноги, почти не рабо­тают мышцы уха, ослабло обоняние и т. д. Увеличение размеров тела у динозавров до гигантизма вообще за­вело их эволюцию в тупик.

Все то хорошо, что «не слишком». Слишком силь­ная специализация лишает организм гибкости, приспо­собляемости к дальнейшим изменениям условий. Та­ков закон Долло, согласно которому возврат вспять узких приспособлений невозможен. Тогда начинается вымирание, исчезновение, подчас не одного вида, а це­лых групп животного мира. Если подсчитать количе­ство видов, населявших Землю вместе со всеми «пере­ходными» формами, то в наши дни (без учета влияния человека) сохранилось не более 1/1000 существовав­ших в прежние эпохи форм. И это несмотря на встреч­ный процесс — непрерывное возникновение новых ви­дов и увеличение их разнообразия. Так, три миллиона лет назад, существовало, по крайней мере, пять групп копытных, а сейчас их лишь две: парно- и непарноко­пытные. Исчезли динозавры со всем их разнообразием, «раки»-трилобиты, аммониты (особые головоногие мол­люски), сохранив лишь два-три вида наименее специа­лизированных родичей (наутилусы). Исчезли целые отряды насекомых. Все они не дожили до появления человека, многие за десятки миллионов лет (см. рис, 27, где все вымершие формы отмечены скобкой).

Итак, мы прошли по страницам развития и станов­ления животного мира, по ступеням его эволюции. Всем строением и отдельными органами человек обя­зан предкам, и хотя далеко не все животные — его не­посредственные прародители, а многие вообще стоят в стороне от путей развития Человека, он с ними связан в единое целое.

Можно гордиться своим разумом, созданным при помощи труда самим же человеком, но нельзя забы­вать об этих связях, необходимых прежде всего нам самим…

comments powered by HyperComments