101 ключевая идея: Эволюция
Шрифт:
См. также статьи «Дарвинизм», «Ламарк Жан Батист», «Ламаркизм», «Естественный отбор», «Неодарвинизм».
НАУТИЛУС
Основной интерес, проявляемый биологами к наутилусу (Nautilus — кораблик), заключается в том, что это единственный ныне живущий представитель большой группы головоногих моллюсков с многокамерной раковиной (аммонитов), широко распространенных в раннекембрийский и позднемеловой периоды (475 миллионов лет назад). Этот период времени охватывает самую сложную и обширную стадию развития беспозвоночных. После долгой эпохи доминирования среди морских животных в мезозое (45–65 миллионов лет назад) их число неожиданно сократилось и ныне среди головоногих моллюсков можно назвать только осьминогов, кальмаров и каракатиц.
Аммониты
Несмотря на то что раковины наутилуса были известны еще в XVI веке, само животное не было как следует изучено до 1831 года, когда Ричард Оуэн, сотрудник Королевского хирургического колледжа в Лондоне, не составил описание экземпляра, доставленного ему из Тихого океана.
Живой экземпляр был изучен лишь полтора века спустя. В 1962 году профессор Оксфордского университета Анна Биддер посетила Новую Каледонию, где изучала наутилусы, содержащиеся в аквариуме. С тех пор их успели снять в естественной среде обитания при помощи подводной камеры.
См. также статьи «Живые ископаемые», «Оуэн, Ричард».
НЕОДАРВИНИЗМ
Неодарвинизм — это основанная Чарлзом Дарвином теория эволюции методом естественного отбора, согласованная с современной теорией генетики, которая берет начало в работах Грегора Менделя, и усовершенствованная в соответствии с исследованиями современных генетиков. Эти исследования ответили на многие вопросы, которые были в свое время поставлены до теории Дарвина и на которые без знания генетики ответить было просто невозможно. Суть неодарвинизма заключается в том, что приспособление организмов к среде обитания совершается благодаря естественному отбору, который действует на основе наследования изменяющихся мелких признаков, большинство из которых изначально неадаптивны. Основной источник изменчивости — мутации, которые сохраняются и передаются посредством механизма дискретной наследственности. Изменения в генном наборе различных популяций, при условии географической изоляции и ограничения дрейфа генов, в конечном итоге приводят к образованию нового вида. Хотя давление отбора всегда, как правило, очень велико, образование новых видов — процесс чрезвычайно медленный.
Критики неодарвинизма утверждают, что он не может объяснить периоды ускоренного видообразования, чередующиеся с периодами замедления эволюционной активности. Но их можно объяснить тем, что в истории планеты периоды экологического равновесия чередовались с периодами быстрых изменений окружающей среды. Однако медлительность, присущая механизму видообразования, каким его понимает неодарвинизм, породило представление о крупных мутациях, приводящих к большим фенотипическим изменениям, которые, возможно, тоже сыграли свою роль в эволюции.
Наряду с проблемой больших скачков в ходе эволюции существует проблема так называемых переходных стадий. Такие стадии должны предшествовать адаптированным структурам, доказавшим в конце концов свою надежность. Например, предполагается, что развитию глаза предшествовали стадии «полуразвитого глаза», то есть ряд приспособлений, фокусирующих свет переменной яркости, но не формирующих изображение. Однако любое образование, увеличивающее способность воспринимать свет переменной яркости, будет преимуществом, так как оно позволит воспринимать тень и движения и будет способствовать выживанию.
См. также статьи «Неодарвинизм», «Менделизм», «Мутация», «Репродуктивная
НЕОПИЛИНА
Моллюски (улитки, устрицы, кальмары и слизни) считаются в высшей степени приспособленными и широко распространенными организмами, поскольку их предок выработал эффективную защиту в виде раковины. Их общим предком мог быть примитивный моллюск пилина (Pilina), останки которого находят в отложениях кембрийского периода и который имел простую раковину в виде колпачка. Предполагалось, что такие формы исчезли около 350 миллионов лет назад, но в 1952 году в глубинах Тихого океана были обнаружены представители вида, очень похожего на древнего моллюска. На взгляд неспециалиста, неопилина (Neopilina) — довольно невзрачное животное, какой-то моллюск, около 2 сантиметров в диаметре, но для экспертов в области малакологии ее обнаружение явилось одним из величайших открытий XX века. У нее имеются жабры, расположенные парами, и двусторонне симметричное тело (различаются правая и левая половины), что необычно для моллюсков, но характерно для кольчатых червей. Кроме того, что это живое ископаемое, по всей видимости, указывает на общее происхождение настоящих кольчатых червей и моллюсков, обстоятельства его обнаружения тоже довольно удивительны.
В 1952 году датское глубоководное исследовательское судно «Галатея» подняло с глубины в 3600 метров близ побережья Коста — Рики первые экземпляры этого животного. Ничего подобного среди ныне живущих животных не видели, а поскольку их подняли с большой глубины, то оставалось только догадываться об их образе жизни. Шесть лет спустя у берегов Перу был обнаружен второй вид; а в 1962 году у берегов Калифорнии еще один. Через девять лет нашли и четвертый вид, на этот раз в Аденском заливе. Исходя из этого можно предположить, что род неопилин широко распространен по всему миру. Самое удивительное, что они в течение долгого времени никому не попадались на глаза. Начиная с 1872 года, когда судно королевского флота Великобритании «Челленджер» пустилось в трехлетнее плавание, были проведены десятки глубоководных исследований во всех морях с использованием самых лучших аппаратов. Но за 80 лет тщательных поисков обнаружить неопилин не удавалось.
См. также статью «Живые ископаемые».
НЕОТЕНИЯ
Форма тела, которую в конечном итоге принимает взрослый организм, контролируется при помощи генов и может подвергаться естественному отбору в процессе роста. Гены определяют как природу признаков взрослого организма, так и скорость, с какой они проявляются, включая стадию полового созревания. Убыстрение процесса полового созревания может привести к тому, что взрослый организм будет сохранять признаки молодого. Способность организмов размножаться на ранней стадии развития (например, раннее половое созревание в личиночной стадии) называется «неотения». В 1920 годах Уолтер Гарстанг и другие ученые предположили, что неотения оказывает влияние на эволюционные изменения. Они выдвинули гипотезу, что хордовые (животные с хордой, предшественники позвоночных) произошли от зрелых личинок иглокожих (беспозвоночных с покрытой шипами кожей) типа морских ежей.
Существует много случаев, подтверждающих, что развитие неотении сыграло важную роль в эволюции, особенно в эволюции примитивных земноводных. Один из широко известных примеров — мексиканский аксолотль. Он может размножаться в стадии водной личинки и завершать жизненный цикл, не выходя из воды. Другой пример, тоже из земноводных, это протеи, обитающие в Европе и США.
Эти примеры, хотя и интересны с биологической точки зрения, ничего не говорят широкой публике. Однако в 1970 годах Б. Кэмпбелл предложил неординарное толкование этого феномена, которое касается всех живых организмов планеты. Он отнес явление неотении ко всему человеческому роду. Ограниченный волосяной покров и бледность кожи европеоидной расы может быть результатом прерванного развития волосяных мешочков и связанных с ними клеток, производящих пигмент меланин. Относительно большой мозг и отсутствие надбровных дуг может быть характеристикой ранней стадии развития обезьян, так же, как и увеличенная скорость роста волос на голове по сравнению с остальными частями тела и увеличенный объем полушарий мозга при рождении по сравнению с другими органами.