Страница 5 из 12
Путь к успеху
1795
Эразм Дарвин, дедушка Чарльза, опередил Дарвина, написав: «Будет ли слишком большой дерзостью предположить, что все теплокровные животные произошли от одного живого волокна… способного приобретать новые части».
1798
Предостерегающий труд Томаса Мальтуса «Опыт закона о народонаселении» предупреждает о страшных последствиях неограниченного роста населения. Книга оказала ключевое влияние на Чарльза Дарвина.
1809
Французский натуралист Жан-Батист Ламарк публикует «Философию зоологии», схематически объясняя собственную идею эволюции в соответствии с «прогрессивным совершенствованием».
В Шрусбери (Великобритания) рождается Чарльз Роберт Дарвин, пятый из шести детей в состоятельной семье.
1813
Французский зоолог Жорж Кювье публикует «Эссе о теории Земли», излагая свою теорию о том, что появление новых видов обусловлено происходящими катастрофами (например, наводнениями).
1823
В деревне Лланбадок, на границе Англии и Уэльса, рождается Альфред Рассел Уоллес, седьмой из девяти детей.
1831
Дарвин отправляется в плавание на корабле «Бигль» в Южную Америку. Путешествие длится пять лет.
1837
Дарвин делает набросок первого «дерева жизни», пытаясь объяснить в своем журнале эволюционные отношения между видами.
1848
Уоллес отправляется в экспедицию в Бразилию. На обратном пути четырьмя годами позже пожар уничтожает множество его образцов.
1858
Уоллес формулирует свою теорию о приспособляемости видов к изменяющемуся миру. 1 июля идеи Уоллеса и Дарвина были представлены в Лондонском Линнеевском обществе.
1859
Публикация «Происхождения видов» Дарвина. Книга становится объектом насмешек и оскорблений.
1860
В разгар Оксфордских дебатов епископ Сэмюэль Уилберфорс спрашивает Томаса Гексли, защитника идей Дарвина, с чьей стороны – бабушки или дедушки – предки Гексли были обезьянами.
1870
Большая часть международного научного сообщества признает эволюцию как факт.
2
Что же такое эволюция?
В современной биологии эволюция стала связующим звеном. Она объединяет в себе такие разные области, как генетика, микробиология и палеонтология. Эволюция представляет собой элегантное и убедительное объяснение невероятного разнообразия животных – порядка 9 миллионов видов на Земле. И вот из чего она складывается.
Существует несколько направлений эволюции. Первое – это теория о том, что все живые виды являются видоизмененными потомками более древних видов, и что все мы в далеком прошлом произошли от общего предка. Таким образом, все виды связаны между собой на одном огромном древе жизни. Второе направление эволюции характеризуется естественным отбором, или «выживанием наиболее приспособленных».
Дарвин утверждал, что все особи ведут борьбу за выживание на ограниченных ресурсах. Однако некоторые из них обладают небольшими наследственными отличиями, повышающими их шансы на выживание и размножение. Такие особи обладают более высокой эволюционной приспособляемостью, а их полезные признаки распространяются внутри популяции, поскольку выживает большее количество потомков.
В конечном счете, эти благоприятные признаки становятся нормой. Неблагоприятные признаки, наоборот, быстро искореняются, поскольку их обладатели менее успешны в размножении. Следовательно, естественный отбор способствует созданию популяции, идеально подходящей для своей среды обитания и способной адаптироваться к изменениям.
Особи подвергаются экологическому отбору, конкурируя за ограниченные ресурсы своей среды обитания. Причем к полезным признакам относятся не только черты, повышающие выживаемость, но и те, которые увеличивают вероятность размножения растения или животного. Данные признаки регулируются половым отбором.
Признаки, выделяемые в процессе полового отбора, могут повышать привлекательность мужской особи для женской. Например, павлиний хвост. Иногда эти признаки связаны со здоровьем особи, следовательно, являются наглядным подтверждением ее приспособляемости. Другой разновидностью половых признаков является физическое превосходство одного самца над другим. Например, рога оленя. Половой отбор может проявляться и на молекулярном уровне.
Птицы известны своей яркой окраской для привлечения партнеров. Но данный признак повышает их шансы быть замеченными хищниками. Другие признаки, регулируемые половым отбором, включают в себя: гриву львов, оперение синиц или волнистых попугаев, брачные игры тетеревов, ритуалы спаривания насекомых, высокий рост мужчин, человеческие волосы, интеллект и черты лица. Но естественный и половой отбор – это не единственное, что вызывает биологические изменения. Другим фактором является случайный генетический дрейф. Его можно охарактеризовать как «выживание счастливчиков» (см. рис. 6.1).
Рис. 2.1. Павлин – отличная иллюстрация полового отбора. Яркий хвост развивается благодаря тому, что их обладатели привлекают больше самок, чем конкуренты.
Несмотря на то что Дарвин назвал свою книгу «Происхождение видов», объяснить видообразование он все-таки не смог. Сам Дарвин называл видообразование «тайной за семью печатями». И по сей день, полтора столетия спустя, механизм возникновения генетической несовместимости двух групп животных так и остается одной из величайших загадок в биологии.
Мы понимаем, каким образом дарвиновские галапагосские вьюрки смогли эволюционировать от одного вида: разные популяции изолировались, и со временем настолько адаптировались к различным условиям среды, что перестали скрещиваться друг с другом.
Такое аллопатрическое видообразование наблюдается в случаях, когда некое географическое изменение (например, изменение русла реки или образование нового горного хребта) разделяет вид на две части. После разделения вида популяции продолжают развиваться обособленно, пока в конечном счете не трансформируются в отдельную и репродуктивно изолированную разновидность. Наглядный пример тому – антилоповые суслики по обе стороны Большого каньона в США.
Однако видообразование может происходить быстро и без какой-либо физической изоляции популяций. Такие случаи сложнее объяснить, и исследователи все еще пытаются понять точные биологические механизмы, лежащие в его основе. Примерами такого симпатрического видообразования являются 13 видов галапагосских вьюрков или африканских цихлид. Данные виды адаптируются к различным условиям окружающей среды, а затем перестают скрещиваться между собой. Возможно, это происходит из-за какого-то изолирующего механизма. К тому же новые виды могут образовываться в результате гибридизации (например, подсолнухи). (Подробнее об этом см. «Как образуются новые виды» в главе 7.)
Виды, как и особи в популяции, борются за выживание, и большинство из них со временем вымирает. Виды могут исчезать в процессе массового вымирания (например, того, который повлек за собой гибель динозавров). Сегодня мы можем сталкиваться с другой формой массового вымирания, вызванного чрезмерной эксплуатацией естественной среды обитания животных со стороны человека.
Начиная с путешествия на «Бигле», Дарвин посвятил свою жизнь сбору доказательств теории естественного отбора. В «Происхождении видов» он показал, как его теория подтверждалась в эмбриологии, географии, палеонтологии и сравнительной анатомии. Доказательства своей теории Дарвин обнаружил и на примерах конвергентной эволюции, коэволюции и адаптивной радиации.