Виды и эволюция

 И с каждым поколеньем все сильней
 Становятся потомки в беге дней...

Эразм Дарвин. Храм природы

Генетика - одна из самых молодых биологических наук - получила широчайшие возможности для своего развития благодаря уже накопленным знаниям по биологии животных и растений. Огромную роль сыграла и теория Ч. Дарвина о происхождении видов путем естественного отбора в борьбе за жизнь.

Каковы же основные выводы дарвинизма с точки зрения генетика?

Первый: в изменчивости наследования природа организма имеет большее значение, чем условия среды, так как сходные изменения нередко возникают под действием разных условий, а неодинаковые изменения могут быть вызваны влиянием сходных условий среды.

Второй: генеративная (половая) система более чувствительна к влиянию условий среды. Даже небольшие, с нашей точки зрения, изменения, например содержание диких животных в клетке или загоне, могут прекратить их воспроизводство.

Третий: наследственной изменчивости подвержены виды, размножающиеся не только половым путем, но и вегетативно (почками, порослью, прививкой, клубнями).

Четвертый: изменения одних частей тела или органов неминуемо сопряжены (коррелируют) с изменениями других.

Пятый: у домашних животных и культурных растений изменчивость достигает максимума.

Дарвин отметил (но не придал этому значения) возможность скачкообразного наследственного изменения.

Так, единственный случайно появившийся ягненок с укороченными ногами (выгодное человеку уродство - не перепрыгнет через изгородь) дал начало породе анконских овец с теми же полезными овцеводам отклонениями от натуры.

Интересно, что автор "Происхождения видов" не признавал виды действительно существующими в природе подобно тому, как автор термина "ген" почти отказывал ему в праве быть сущим ("Ген - просто короткое и удобное слово..." - Иогансен). Дарвин считал термин "вид" названием "произвольным, для удобства даваемым группе особей, близко сходных между собой", и полагал, что понятие это, по существу, не отличается от понятия "разновидность", которым определяем формы, менее обособленные и более изменчивые. Так же и термин "разновидность" в сравнении с индивидуальными различиями употребляется совершенно произвольно и только для удобства.

Вообще к пониманию категории вида живых организмов человечество шло очень долгим и трудным путем. Выражая взгляды своих современников, римский писатель и агроном Колумелла (I век нашей эры) считал, что "из одного состояния все переходит в другое", но имел при этом в виду и возможность возвращения к уже существовавшему ранее и давно известному. Он полагал, что мягкая и твердая пшеницы перерождаются в полбу, а репа в брюкву, и наоборот. Почти до начала XX века такого же мнения придерживались и русские крестьяне, искренне верившие, что на их полях рожь перерождается в костер. Даже в научных кругах можно было услышать утверждение, что из овса возникает овсюг, а в кукушку превращаются любые виды птиц, в гнезде которых неожиданно обнаруживали кукушонка.

С развитием генетики очертания реального вида вырисовываются более четко. Как известно, в диалектическом единстве формы и содержания последнее является определяющим. Содержание же вида - единство генетического строения популяции, составляющей вид. Внешне оно проявляется в фенотипическом сходстве, свободной скрещиваемости (способности давать плодовитое потомство), физиологической или географической изоляции от других групп организмов. Наследственная информация - именно то, что качественно отличает виды и составляет их содержание.

Трудно сказать, возникла ли жизнь одновременно с наследственностью, но одно не вызывает сомнений: с появлением наследственности на земном шаре появились виды.

С учетом известных науке формулировок определение вида высших растений и животных может быть таким: вид - качественно обособленное на данном этапе эволюционного процесса сложное подвижное сообщество особей, характеризующееся единством происхождения, общностью генетической конструкции, наследственной устойчивостью и плодовитостью потомва.

Одним из наиболее убедительных доказательств эволюции животного и растительного мира служит наличие у организмов сходных по строению и общих по происхождению признаков и свойств (кстати, генетики и свойства именуют "признаками"). Идею о параллелизме в изменчивости у связанных общим предком видов Дарвин сформулировал в "Происхождении видов": "...члены одного и того же класса независимо от их образа жизни сходны между собой по общему плану организации. Это сходство часто выражается термином "единство плана" или словами, что некоторые части и органы у различных видов одного и того же класса гомологичны".

В качестве примера гомологии (структурной идентичности и подобия) Дарвин приводит факт удивительного сходства признаков и свойств зародышей млекопитающих, птиц, пресмыкающихся на самых ранних стадиях развития.

Изучение связанной наследственной изменчивости у различных систематических групп растений, обусловленной сохранением старого генетического состояния в новом, позволило выдающемуся советскому ученому академику Н. И. Вавилову на основании собранных фактов сформулировать закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Особенно важно то, что Н. И. Вавилов подчеркнул приложимость закона гомологических рядов к генотипам; это открыло широкие перспективы для построения стройной системы существующих видов. Именно в этом направлении ныне ведутся поисковые работы генетиков и систематиков многих стран.

У растений и животных в пределах семейств, родов, видов гомология прослеживается по основным генетическим системам - блокам генов, хромосомам, характеру деления клетки, оплодотворению, составу белков и т. д. Чем ближе родство растений или животных, тем больше у них одинаковых генов и больше сходство. Более близкие уже скрещиваются и дают потомство.

Пользуясь генетическими методами, современные ученые-эволюционисты исследуют изменения генетического состава популяций (сообществ животных или растений одного вида). Популяция - главная элементарная единица, подвергающаяся эволюционным изменениям. Эволюционирует не особь в одиночку, а совокупность особей, составляющих вид. Неприспособленное к новым условиям отметается отбором.

Нельзя не отметить, что на ранних стадиях становления жизни внешней среде, несомненно, принадлежала более почетная роль, чем на современных высоких ступенях эволюции, где ее влияние ограничено.