Почему вымирают виды?
К 150-летию выхода книги Чарльза Дарвина «Происхождение видов…»
Трифонов О. В. Кандидат биологических наук, Белорусский государственный университет, г. Минск
«Каждый день на Земле вымирает один вид животных и каждую неделю – один вид растений», – такую печальную статистику часто приходится слышать из средств массовой информации. Почему так происходит, наверное, понятно каждому. Бурная хозяйственная деятельность человека, загрязнение окружающей среды, вырубка лесов, осушение болот… всё это далеко не лучшим образом сказывается на живом мире нашей планеты. Однако виды вымирали во все времена, в том числе и тогда, когда влияние человека на природу было незначительным. Особую, широкомасштабную картину вымирания открывает перед нами летопись окаменелостей. Так может главный виновник гибели видов вовсе не человек? Может быть мы только ускоряем этот процесс? Какова же основная причина вымирания? Почему, казалось бы «совершенные и приспособленные» виды вдруг начинают сдавать свои позиции? В статье представлен обзор проблемы вымирания и её решения в дарвинизме и других эволюционных теориях. В заключении автор приводит своё суждение по вопросу исчезновения видов в истории и современности.
В 1859 г. в свет вышла книга английского учёного Ч. Дарвина «Происхождение видов путём естественного отбора», перевернувшая мировоззрение людей не только того времени, но и многих последующих поколений. «Дарвин дал наиболее убедительное объяснение того, как возникло всё разнообразие живого мира без всякого разумного замысла», – так объясняли успех книги последователи Дарвина. Однако уже при беглом знакомстве с книгой у критиков возникло множество вопросов, поставивших под сомнение правдоподобность предложенного им сценария. Главная проблема заключалась в том, что наука не располагала фактами превращения одного вида в другой, не предоставил их и Дарвин. «Дарвин написал книгу о происхождении видов, а в этой книге отсутствует именно происхождение видов» – отмечал один из критиков дарвинизма, Непременный секретарь Парижской академии наук П. Флуранс (1864) (цит. по Назаров, 2005).
Однако если с фактом превращения видов никто не сталкивался, то обратный процесс – вымирание – происходил буквально на глазах, потому никогда не ставился под сомнение. Так может быть, именно этот феномен требовал своего объяснения в первую очередь? Почему виды казалось бы с удивительно слаженным строением и совершенными функциями, вдруг начинают вымирать или их численность резко сокращается? Этот вопрос задавали многие учёные, но удовлетворительного ответа дать никто не мог. Однако предложенная Дарвином теория объясняла не только происхождение видов, но и их вымирание. По мнению Дарвина, эти явления тесно связаны между собой, так что из одного вытекает другое. В частности, по поводу вымирания он писал следующее: «Теория естественного отбора основывается на том убеждении, что каждый новый вид образуется и сохраняется благодаря какому-нибудь преимуществу над тем, с которым он вступает в конкуренцию; из этого почти неизбежно следует вымирание форм менее благоприятствуемых. Конкуренция обычно бывает упорнее между формами, наиболее сходными между собой во всех отношениях. Поэтому улучшенные потомки какого-нибудь вида обычно вызывают истребление родоначального вида… Но нередко случалось, что новый вид, относящийся к какой-нибудь группе, захватывал место вида, принадлежащего к другой группе, и тем самым обусловливал его уничтожение. Если от такого преуспевшего пришельца разовьются многие близкие формы, то и многие другие формы должны будут уступить им своё место. Нам нечего изумляться факту вымирания… Вымирание видов и целых групп видов, игравшее такую выдающуюся роль в истории органического мира, является почти неизбежным следствием принципа естественного отбора» (Дарвин, 1991).
Тогда это объяснение было принято с воодушевлением и поддержано многими учёными, даже сегодня некоторые последователи Дарвина объясняют вымирание видов именно конкурентным вытеснением. Однако критики почти сразу обратили внимание, что эта теория никак не вяжется с теми обстоятельствами, при которых действительно происходило вымирание видов в разные исторические эпохи. Н. Данилевский в своём «Критическом исследовании [дарвинизма]» (Данилевский, 1885) рассматривает пример вымирания морской коровы Стеллера (Hydrodamalis gigas) – млекопитающего отряда сиреновых. Это животное было открыто и описано Г. Стеллером в VIII в. во время экспедиции на Командорские острова (Камчатка). Известно, что к 1768 г. оно полностью исчезло с лица земли. При всём этом морская корова не оставила никаких разновидностей, которыми она, согласно логике Дарвина, должна была бы быть вытеснена. Богатые морские пастбища оказались никем незаполненными и таковыми остаются до сего дня. Даже ближайшие родственники морской коровы – дюгонь и ламантин – попали в Красную книгу. Какую же роль в вымирании морской коровы сыграл естественный отбор? Не найдя ответа на этот вопрос сторонники дарвинизма высказали предположение, что в гибели морской коровы виноваты люди. Данилевский назвал эту гипотезу совершенно необоснованной, поскольку морские коровы, в отличие от морских котиков, никогда не были объектом промысла. И если их убивали, то в незначительных количествах. Справедливость слов Данилевского подтверждают и современные учёные: «Бытующее в литературе мнение, что морскую корову истребили европейские моряки, – пишет Ю. Чайковский, – сомнительно: их побывало там мало, и сколько кто убил, в общем известно. Более реальна та версия, что морская корова к моменту её описания Стеллером уже почти вымерла», а командорское стадо было последней её популяцией (Чайковский, 2006).
Приблизительно в это же время из той же зоогеографической области исчезло и другое водное млекопитающее – морская обезьяна. Это животное было открыто тем же Стеллером и, судя по его описанию, представляло собой нечто среднее между ушастыми тюленями и сиреновыми. Причины исчезновения морской обезьяны достоверно неизвестны. Однако в данном случае вымирание происходило без малейшего участия человека.
Помимо случаев вымирания морских млекопитающих, Данилевский приводит примеры исчезновения нескольких видов черепах и не менее 20 видов птиц с разных островов Индийского и Тихого океанов (Новозеландских, Маскаренских, Сейшельских и Мадагаскара), вымерших в недавнее историческое время. И для всех их также нельзя назвать какие-либо виды, которые можно было бы считать за их изменённых и лучше приспособленных потомков. Предполагать, что их вытеснили виды другой группы, не приходится, поскольку после исчезновения данных видов, занимаемая ими ниша оставалась какое-то время пустой.
Аналогичным образом дело обстоит и с вымиранием растений, например гинкго (Ginkgo biloba). В диком состоянии это дерево не встречается, и сохранилось только в культуре. Кто же или что его вытеснило? В мире не существует растения сколько-нибудь похожего не только по своим видовым, но и родовым признакам на гинкго. Это растение находится довольно обособленно, и ни от чего в семействе тисовых[1], к которому принадлежит, выведено быть не может, даже при помощи самой смелой фантазии, указывал Данилевский. Не найдена и растительная форма, которую хотя бы с большой натяжкой можно считать потомком гинкго (Данилевский, 1885).
Всё это указывает на то, что процесс исчезновения видов не находится ни в какой связи с происхождением видов. Оба этих процесса по отношению друг к другу самостоятельны и не обусловливают один другого. Самостоятельность этих двух явлений в конечном итоге указывает на отсутствие естественного отбора, суть которого, по Дарвину, как раз и состоит в том, что вымирание (поражение в жизненной борьбе) обусловливается рождением улучшенного потомства (Данилевский, 1885).
В некотором смысле Дарвина можно понять: если причины вымирания достоверно неизвестны, то каждый учёный вправе выдвигать свои гипотезы. Однако предложенное Дарвином объяснение едва ли можно назвать беспристрастным и логически вытекающим из имеющихся на тот момент сведений о вымирании видов. И это касается не только вышеприведённых случаев. В 1849 г. К. Рулье (Рулье, 1954), а затем С. Усов опубликовали результаты своих наблюдений за зубрами, где указывали, что эти животные «склонны к вымиранию» (цит. по Чайковский, 2006). Также и А. Брэм характеризовал зубров как вид «предназначенный к исчезновению» (Брэм, 1992). Почему? С одной стороны это можно объяснить особенностями поведения животных: зубры рождают только 1 раз в 2-3 года, в период гона старые самцы отгоняют молодых от самок, хотя сами для размножения уже не пригодны. Но если это так, то как всё это согласуется с дарвиновской теорией эволюции? Если зубров создал естественный отбор, то по логике вещей они должны быть самыми приспособленными, самыми выносливыми и плодовитыми, а не стремиться к вымиранию, даже тогда, когда их охраняют. Но с другой стороны, если зубры оказались столь неприспособленны, то почему их вымирание пришлось именно на наш век? Как же они выживали в прошлые века, в периоды жесточайшей борьбы за существование? Или таковых просто никогда не было?! Сами авторы статей объяснили феномен вымирания зубров следующим образом: «Как отдельная особь животного живет кратковременно, так и целый вид (порода) животных имеет свои начало и конец во времени жизни на земле» (цит. по Чайковский, 2006). Хотя эта гипотеза также была лишена доказательств, тем не менее выглядела куда более логичной, чем конкурентное вытеснение. К тому же, к моменту выхода «Происхождения видов», была довольно популярной. Высказана она была ещё в 1814 г. итальянским палеонтологом Д. Брокки (1772-1823), однако Дарвин по этому поводу не написал ни слова.
В настоящее время вопрос вымирания видов, остаётся таким же загадочным, каким он был и в прошлые века. Исчезновение только части видов можно связать с деятельностью человека (загрязнением окружающей среды, уничтожением биотопов …). Причины исчезновения большинства видов остаются неизвестными. В первую очередь, как в случае с зубром, исчезновению подвержены медленно размножающиеся виды (калан, морж, горный баран, выдра, выхухоль …) (Полищук, 2003), однако вымирает и немало быстроразмножающихся видов, например, желтая пеструшка (Еolagurus luteus) из семейства хомяковых. До середины XIX в. этот вид населял все полупустыни и пустыни северного типа от Урал до алтайских степей, вост. Казахстан, сев. Китай, юго-запад Монголии. В настоящее время эти грызуны практически исчез со всех территорий. Хотя по образу жизни пеструшки весьма далеки от видов «склонных к вымиранию». Зверьки живут под землёй большими колониями (S=200-400 м2), питаются зеленью и некоторыми беспозвоночными, делают запасы пищи, приносят несколько выводков в течение лета: через 45-55 дней самка рожает 5-8 детёнышей; половозрелыми становятся через 4 недели (Красная книга, 2001). В 2009 г. американский журнал "Труды Национальной академии наук" сообщил о загадочном исчезновении 2-х видов саламандр и др. амфибий с территории Центральной Америки, которые до этого были многочисленны. Никаких видимых причин исчезновения не установлено. Как отмечают учёные, виды вымерли даже в заповедных, экологически чистых районах. Разумеется, ни в одном из приведённых случаев о конкурентном вытеснении какими-то «улучшенными» потомками или другими видами речи не идёт.
Что касается палеонтологических данных, которые по сути должны быть самым важным источником информации в вопросе вымирания видов, то и они едва ли могут быть интерпретированы в пользу дарвиновского принципа замещения старых форм новыми. Как палеонтологи времён Дарвина, так и наши современники единодушны во мнении, что «великое вымирание не сопровождалось одновременным повышением численности и разнообразия видов каких-то других групп»[2] (Иорданский, 2001). Русский учёный Д. Соболев (1872-1949) проанализировав огромный палеонтологический материал, пришёл к выводу, что многие исчезнувшие виды не могли быть вытеснены занявшими их место, поскольку не были конкурентами последних и даже не представляли подходящий для них корм. «Постоянно приходится констатировать вымирание всесветно распространённых форм без видимого участия пришедших откуда-то истребителей», – писал он (Соболев, 1924). На самом деле именно предшествующее вымирание и наличие свободных мест в экономии природы является толчком для развития новых групп.
Можно было бы предположить, что причиной вымирания является изменение условий окружающей среды. Однако, как пишет российский зоолог И. Попов, «если последовательно объяснить эволюцию теорией естественного отбора, то даже если для вида сложилась неблагоприятная ситуация, то он должен к ней приспособиться и продолжать существовать»[3] (Попов, 2008). Но самое интересное, что если оценить степень приспособленности к различным неблагоприятным факторам среды вымерших и сохранившихся организмов, то нам придётся признать, что «вымерли как раз приспособленные, а менее приспособленные сохранились» (Попов, 2008). Примером тому служит факт исчезновения в мезозое аммонитов и сохранение наутилид. По своему строению, образу жизни и способу размножения именно аммонитов следует рассматривать как наиболее приспособленных, однако именно они и вымерли (Попов, 2008). К такому же заключению можно придти, сравнивая вымерших и сохранившихся рыб, земноводных и др.[4]
Даже Ламарк признавал, что вымирание никак не вяжется с эволюционной теорией. Он считал, что если ископаемые животные сильно отличаются от ныне живущих, то значит, они не вымерли, а превратились в других. Настоящее вымирание, по Ламарку, – это очень редкое явление, которое практически полностью на совести человека. В отношении вымирания учение Ламарка и Дарвина по сути мало чем отличается. Однако, как мы видим оба эволюциониста оказались далеки от истины.
На сегодняшний день классический дарвинизм, по-прежнему, объясняет вымирание видов либо конкурентным вытеснением, либо их неспособностью приспособиться к изменяющимся условиям среды (Яблоков, 2006; Северцов, 2005). Разумеется, такое объяснение уже мало кого может удовлетворить. Потому и рассматривается сейчас пожалуй только в школьных и вузовских учебниках. В настоящее время наибольшей популярностью пользуются две, т.н. недарвиновские, теории вымирания видов.
1. «Катастрофическое» вымирание. Существует мнение, что вымирание видов происходило в силу глобальных катастроф. Причины таких катастроф называют разные: падение крупного метеорита, сильная вулканическая активность, глобальные пожары, землетрясения, изменение орбиты Земли и т.д. Поскольку из всех вымерших организмов наибольший интерес вызывают динозавры, то большинство «катастрофических» гипотез касалось вымирания именно этих животных. Следует отметить, что в период господства креационной модели развития жизни, гибель большинства видов объяснялась именно катастрофами (самой крупной из которых был «Всемирный потоп», описанный в древних текстах). Закат катастрофизма пришёлся на 1830-е годы. Тогда в науке стала укрепляться идея униформизма (английского учёного Ч. Лайеля), согласно которой все жизненные и геологические процессы на протяжении всей истории Земли протекали точно так же, как и сегодня (т.е. безо всяких катастроф). Об этом непроменул отметить Дарвин: «Старый взгляд, по которому всё население земли уничтожалось катастрофами, повторявшимися в последовательные периоды, теперь оставлено почти всеми. Напротив того, виды и группы видов исчезают постепенно, один за другим, сначала в одном месте, затем в другом и, наконец, повсюду на Земле» (Дарвин, 1991).
Что же заставило учёных вновь обратиться к отвергнутой ранее идее катастроф? Как ни странно, – та жа палеонтология. Во время раскопок специалисты всё чаще наталкивались не на отдельные, случайно сохранившиеся останки живых организмов, а целые кладбища окаменелостей. Вот как описывает Г. Мартинсон раскопки в пустыне Гоби: «Нас поразило огромное скопление ископаемых рыб, заключенных в большие плиты плотных песчаников. Встречались также обломки костей динозавров и черепах, целые горизонты с раковинами моллюсков и остракод. В отложениях прибрежных участков собраны останки различных насекомых. В одних горизонтах встречались отпечатки папоротников и листья иных растений, в других – раковины моллюсков, скелетные остатки ракообразных, рыб и множество насекомых. Большое количество остатков стволов ископаемых болотных кипарисов… Неоднократно попадались кости динозавров и целые горизонты с панцирями черепах. Эти панцири в некоторых местах лежали так густо, что напоминали булыжную мостовую. Невольно напрашивается вопрос: какая причина могла вызвать столь массовую гибель этих животных?.. В Улан-Баторе в палеонтологической лаборатории геологического института АН МНР выставлены скелеты двух динозавров, сцепившихся в мертвой схватке. Небольшой хищный динозавр схватил в свои объятия рогатого динозавра – протоцератопса и вместе с ним был захоронен на илистом дне водоёма» (Мартинсон, 1980). Подобный экспонат мог появиться только в том случае, если смерть внезапно настигла их обоих, если бы они упали в водоём ещё живыми, то барахтаясь в воде, обязательно расцепились бы. Подобного рода описания можно приводить до бесконечности.
Помимо этого на всей земле были открыты огромные площади, занимаемые турбидитными отложениями и полистратовые окаменелости, образоваться которые могли только в условиях быстропротекающих геологических процессов. Чем больше учёные изучали геологические слои, тем больше появлялось свидетельств в пользу их быстрого образования: слои, на формирование которых по теории Лайеля необходимы миллионы лет, могли образоваться за месяцы, недели и даже дни. Самым решающим доводом в пользу быстрого образования геологических слоёв стали реальные наблюдения за крупными катастрофами и их последствиями. Так, в результате землетрясения и извержения вулкана Сант-Геленз (США, Вашингтон) в 1980 г. только за одни сутки образовался обширный слой осадочных пород толщиной в 8 м тонкой слоистой структуры, ничем не отличающейся от той, которую мы прослеживаем на срезе древних осадочных пород (Чащихин, 2001). «Большая часть униформистских идей Лайеля, – пишет известнейший американский геолог Джеймс Ши, – и особенно его идеи об идентичности причин, послуживших основой для современных и древних процессов, а также о медленном характере изменений и постоянство скоростей, были убедительно опровергнуты современными научными трудами. Сыграла свою роль и повсеместно растущая убежденность в том, что в качестве самостоятельной теории его взгляды на эти вопросы были попросту ошибочны» (Shea, 1982). Но не следует думать, что все эти открытия были сделаны только в последнее время. Обо всём этом знали ещё во времена Дарвина. «Чарльз Лайель был опытным юристом, – пишет американский палеонтолог и эволюционист С. Гулд, – и его книга представляет собой скорее адвокатскую речь в защиту униформизма, чем непредвзятое изложение фактов… Лайель очернил катастрофизм как отчаянную попытку шарлатанов сохранить Моисееву хронологию Земли, насчитывающую всего несколько тысяч лет. Сомневаюсь, что признанному научному мировоззрению когда-либо давалась более несправедливая характеристика» (Gould, 1989).
Однако современный катастрофизм (неокатастрофизм) довольно существенно отличается от катастрофизма времён Ж. Кювье, и оказался неспособным объяснить хоть и массовое, но избирательное вымирание видов. Ведь вымирания касались не экологических групп, а систематических (например, вымирают все динозавры – водные, наземные, летающие). «Никакие катастрофы не объясняют избирательности вымирания организмов, – пишет И. Попов, – принадлежащих к определенным группам высокого таксономического уровня: выжившие после «катастроф» и вымершие нередко мало различаются между собой в отношении способностей сопротивляться метеоритам, кометам, вулканам и пр.» (Попов, 2008). Следует отметить, что катастрофизм объясняет только факты массового вымирания в прежние геологические эпохи, но не объясняет причины исчезновения видов в периоды между катастрофами и в настоящее время. Потому ряд учёных-эволюционистов, особенно сторонников ортогенеза, вновь привлекла казалось бы забытая теория старения видов Д. Брокки.
2. Старение видов. В додарвиновский период броккизм (или теория филогеронтии) был столь же популярен, как и катастрофизм. Истоки его также лежат в креационизме: ряд библейских текстов недвусмысленно указывает на закон постепенной деградации всего живого мира. Вторая волна популярности пришла к броккизму в первой половине XX в. благодаря работам А. Гайэтта (1895), Ш. Дерпере (1907), Ф. Ле Дантека (1910), Д. Соболева (1924), А. Декюжи (1941), Ж. Салета и Л. Лафонта (1943). Последние авторы выпустили ряд книг с характерным названием «Старение живого мира» (Декюжи, 1941), «Регрессивная эволюция» (Салет, Лафонт, 1943) и др., в которых рисовали мрачную картину всеобщего упадка и деградации органического мира после грехопадения людей. Декюжи даже привёл список живых организмов, которые, как он полагал, имеют признаки старения и в скором времени вымрут. По его мнению, только человек может противостоять этому процессу. (Попов, 2008; Назаров, 2005). Впоследствии их выводы поддержали такие видные учёные как микробиолог и протистолог А. Львов (1944), генетик и селекционер Н. Гериберт-Нильссон (1953), зоолог А. Вандель (1964) и др.
Сторонники дарвинизма жёстко критиковали броккизм, считая, что это «недопустимая в естествознании фантасмагория». «Представление о том, что филогенетические ветви проходят жизненный цикл, начинающийся возникновением и кончающийся смертью вида (или группы), должно быть отвергнуто как явно антинаучное», – писал советский дарвинист Л. Давиташвили (Давиташвил, 1948). И это вполне понятно: броккизм не только противоречил теории естественного отбора (по вышеназванной причине, см. сноску 4), но и объяснялся неким «мистическим» законом направленного развития, который непонятно откуда взялся и кем направляется, а то и вообще в духе креационизма.
Впрочем, современные броккисты нашли более подходящее, так сказать, «немистическое», объяснение. Например, зоолог И. Попов (С.-Петерб. ун-т) описывает механизм старения видов следующим образом: в процессе размножения каждый организм стремится воспроизвести свои копии, однако из-за ошибок, возникающих в процессе копирования ДНК (мутаций), он не может воспроизводить абсолютно точные копии неопределенно долгое время, поэтому в ходе смены поколений вид неизбежно изменяется, даже если он хорошо приспособлен к окружающей среде. В какой-то момент времени эти изменения становятся нерациональными и приводят вид к вымиранию (Попов, 2008).
Такое объяснение кажется вполне приемлемым, однако, едва ли способно убедить в правоте броккизма, поскольку, как пишут А. Яблоков и А. Юсуфов «против такой финалистической концепции свидетельствуют факты существования достаточно многочисленных [«живых ископаемых»], явно как и факты крайне быстрого вымирания некоторых видов» (Яблоков, 2006). Живые ископаемые – это представители ныне живущих (или недавно вымерших) групп, найденные в практически неизменной форме в самых древних слоях геохронологической колонки. Список таких видов просто огромен: это плеченогие Lingula, впервые обнаруженные в кембрии, т.е. в слоях более чем пятисотмиллионлетней давности, мечехвосты Limulus, типичные представители силурской фауны (450 млн. лет), моллюски (Neopilina, Pleuotomaria, Nucula, Nautilus, Leda, Modiolus), морские звёзды, морские лилии, пауки-пикногоны, кистепёрые и двоякодышащие рыбы, рептилии гаттерия и туатару, опоссум, голосеменные растения (араукарии, воллемия, метасеквойя, гинкго), покрытосеменные (магнолии, тюльпанное дерево), хвощи (Equisetum), папоротники (Osmunda, Gleichenia), плауны (Lycopodium, Selaginella), а также множество водорослей, грибов, простейших, бактерий[5] – все они за предполагаемые сотни миллионов лет своего существования не претерпели почти никаких изменений. Действительно, реликтовые виды – довольно весомый аргумент против всеобщей теории старения видов, однако для самого дарвинизма они представляют куда более серьёзную проблему, чем для броккистов.
«Ещё один парадокс заключается в длительном существовании архаичных форм, казалось бы давно побежденных в борьбе за существование, но тем не менее проявляющих завидную стойкость. Сказать, что, раз они выжили, стало быть, достаточно приспособлены к тем условиям, в которых выжили, значило бы полностью заслужить упрек в тавтологичности, часто бросаемый теории отбора» (Красилов, 1986).
Почему виды не вымирают. Как объяснить отсутствие изменений у тех видов, которые существуют на земле предположительно более 100 млн. лет? Почему в ходе эволюции один и тот же естественный отбор одни виды заставляет изменяться (либо вымирать), а другие оставляет нетронутыми. В дарвинизме эта проблема решается теорией стабилизирующего отбора, разработанной советским зоологом И. Шмальгаузеном, согласно которой при неизменных условиях окружающей среды естественный отбор действует против генетической изменчивости и устраняет какие-либо отклонения от нормы, выработанные к этим условиям (Шмальгаузен, 1982). При таком отборе виды могут сохраняться неизменными неопределённо долгое время. Объяснение, как кажется, весьма разумное и с ним можно было бы легко согласиться, если бы не проблемы, которые возникли с самим стабилизирующим отбором: уж очень странно он себя ведёт. Например, сегодня на земле обитает более 3 000 видов ящериц, свободно передвигающихся на 4-х конечностях. Сохранение конечностей в ряду поколений объясняется стабилизирующим отбором, однако веретеницы (безногие ящерицы) почему-то утратили конечности, хотя условия их существования оставались неизменными: как и прочие ящерицы, они вели исключительно наземный образ жизни (Сидоров, 2003) Почему в одном случае стабилизирующий отбор сохранил конечности, а в другом совершенно не справился со своей задачей? Это же относится и к утрате крыльев некоторыми насекомыми. Почему столь важный и активно работающий орган как крыло вдруг оказался ненужным? «Редукция крыльев крылатых насекомых – явление чрезвычайно распространённое, – писал советский энтомолог А. Любищев, – и причины такой редукции большей частью неясны» (цит. по Чайковский, 2006 с. 672). Существует предположение, что бескрылость полезна для насекомых океанических островов, где бушуют ураганы. Если это и так, то от чего крылья исчезли у тех насекомых, которые в зонах ураганов не живут, а мирно сосуществуют с крылатыми формами?
На сегодняшний день наличие в природе стабилизирующего отбора остаётся никем и ничем недоказанным. Приводимые примеры, в частности наблюдения над длиной крыльев воробьёв, выживших после бури и т.п., доказывают лишь гибель уклонившихся от нормы форм, но абсолютно не гарантируют, что таковые не родятся в следующем поколении, причём в том же количестве и от тех же стабилизированных форм. Российский учёный В. Чайковский в своей книге «Наука о развитии жизни» по этому поводу пишет: «… Для дальнейшего очень важно иметь в виду, что стабилизирующий отбор – такая же фикция, как и остальные формы отбора, рассмотренные нами ранее (естественный и половой). Важно по той причине, что в российском неодарвинизме бытует мнение, будто во всех формах отбора можно сомневаться, но не в стабилизирующем, ибо он «очевиден». На самом деле сторонниками этой точки зрения обоснованы лишь два факта:
1) повышенная смертность организмов, очень сильно уклонившихся от нормы, т.е. уродов. Никакой стабилизации уцелевших из этого не следует: никто не смог, да и не пробовал, показать, что гибель одних улучшает других;
2) стабилизация физиологических и поведенческих свойств организмов, попавших в новые условия. Но она протекает столь быстро (иногда в 1-2 поколения), что ни о каком отборе говорить нельзя.
Объединение этих абсолютно различных по сути явлений одним термином и создало иллюзию, что наследственный стабилизирующий процесс может быть следствием отсева уклонений от нормы» (Чайковский, 2006).
Впрочем, если теория стабилизирующего отбора и верна, то она скорее уводит от вопроса существования «живых ископаемых», чем его решает. Ведь суть проблемы не в том, почему не изменились реликтовые виды, а в том, почему изменились другие. Если наутилус или неопилина не изменились в силу того, что окружавшая их среда оставалась стабильной, то отчего же мы констатируем её изменение для других обителей их акватории? Ведь что справедливо для одних организмов, то должно быть справедливым и для других. Да и как вообще могло быть, что за 500 млн. лет экосистема столь многих видов оставалась стабильной, а как же потепления, похолодания, засухи, наводнения, пожары, вулканы, землетрясения, изменения химического состава воды и атмосферы, в конце концов, хищники? Или всё это их не касалось? Тогда чем же они отличаются от тех видов, которых всё это касалось? В конечном итоге получается, что организмы выживают и не меняются потому, что хорошо приспособлены, а хорошо приспособлены потому, что выживают и не меняются. Как говорил в таких случаях российский учёный В. Красилов: «Круговая оборона эволюции неприступна» (Красилов, 1986а).
Феноптоз. Уже давно учёные, занимающиеся изучением гибели видов, обратили внимание на параллельное и напрямую связанное с этим явление – гибель индивидуума. Как известно, каждый рождённый на Земле организм рано или поздно умирает. Почему? Долгое время полагали, что гибель происходит из-за изнашивания организма: упадка сил, физической и психической деградации, болезней, генетических поломок. Сегодня же известно, что гибель особи – это генетически запрограммированный процесс, которому дано название «феноптоз» (по аналогии с «апоптозом», – запрограммированной гибелью отдельных клеток). Средняя продолжительность жизни – чёткий видовой признак (Потапенко, 1999) «В коде генетического материала находятся инструкции, которые определяют возраст, свыше которого организм не может прожить даже при наиболее благоприятных условиях» (The New Encyclopedia Britannica, 1989).
Смерть организма неизменно сопровождает такое явление, как старение – утрата способности к саморегулированию и самоподдержке, характеризующаяся снижением плодовитости, подвижности, памяти. По сути дела старение и реализует феноптоз. По скорости и характеру старения все виды делятся на: стареющие быстро, постепенно, незначительно и «отрицательно». Чёткой закономерности распределения видов по данным категориям не выявлено (Москалёв, 2008). К быстро стареющим видам относятся дрожжи, нематоды, мушки-дрозофилы, некоторые виды рыб. Все млекопитающие, в том числе человек, стареют постепенно. К незначительно стареющим видам относятся отдельные виды рыб, птиц, черепахи, лобстеры, раковинные моллюски, некоторые растения. Все они умирают внезапно, будучи практически здоровыми. Если с возрастом не происходит функционального спада, а плодовитость только увеличивается, то такое явление называют «отрицательным» старением. «Отрицательное» старение отмечено у морских гастропод – умбониума (Umbonium costatum) и литорины (Littorina rudis), двустворчатого моллюска йольдии (Yoldia notabilis), бурой водоросли келп (Ascophyllum nodosum), древесных растений гарцинии (Garcinia lucida), цекропии (Cecropia obtusifolia), американской осины и др. Как оказалось старение, – это тоже генетически детерминированный процесс[6], о чём говорит сходство признаков старения разных видов (Потапенко, 1999), и существование синдромов преждевременного старения (у человека) – болезни Хатчинсона-Гилфорда (прогерия детей) и Вернера (прогерия взрослых). При синдроме Хатчинсона-Гилфорда дети 6-летнего возраста выглядят как уже пожилые люди (у них полностью выпадают волосы, останавливается рост, кожа покрывается старческими морщинами…) и погибают к 10-13 годам. Интересно, что уже при рождении они имеют более короткие теломеры. При синдроме Вернера старение начинается с периода полового созревания. Люди в возрасте 28 лет имеют биологический возраст равный 60 годам и умирают в 30-40 лет (Москалёв, 2008).
В связи с этим возник вопрос: каким образом в природе появилась программа гибели и для чего она нужна? Ряд геронтологов, например, акад. В. Скулачёв, проф. Г. Дымшиц, считают, что феноптоз выработался в процессе эволюции для «очистки живых систем от потенциальных монстров с повреждённым геномом» (Скулачёв, 1997, 2002; Дымшиц, 2000). Как известно, ДНК особи в процессе жизни подвергается действию различных факторов, что приводит к образованию повреждений (мутаций). Соответственно, чем дольше особь живёт, тем больше накапливается мутаций и возникает риск, что все эти мутации передадутся новому поколению при размножении. Устранить этот недостаток помогает феноптоз, заблаговременная гибель организма, реализуемая через старение. «Старение особи – это нормальная биологическая функция, способствующая прогрессивной эволюции вида», – пишет Г. Дымшиц (Дымшиц, 2000). О пользе феноптоза мы ещё поговорим, а сейчас коснёмся механизма его появления.
Интересно, что упомянутые геронтологи, ссылаясь на эволюцию, и даже естественный отбор как творцов феноптоза, не приводят никакого конкретного механизма появления упомянутой программы гибели и старения. Случайно? Вовсе нет. Но самом деле представить себе такой механизм – задача не из лёгких. Давайте рассмотрим воображаемую популяцию с условно неограниченной продолжительностью жизни особей, в которой вдруг появляется индивид с программой гибели в 100 лет. Как естественный отбор может увидеть преимущество данного индивидуума, и обеспечить ему лучшую размножаемость? Скорее наоборот, отбор поспособствует «быстрому вытеснению из популяции запрограммированных на гибель особей – ведь их конкуренты за более долгую жизнь будут оставлять большее количество потомства или предоставлять ему длительную родительскую заботу» (Москалёв, 2008). Можно предположить, что чем старше особь, тем слабее у неё будет потомство. Однако ещё в 60-х годах XX в. на трех различных линиях Drosophila subobscura было показано увеличение продолжительности жизни в потомстве от старых долгоживущих родителей по сравнению с потомками от молодых родителей. А последние научные данные, показали ещё и то, что те особи, которые оставляют потомство в конце жизненного цикла, живут на 30% дольше других (Москалёв, 2008).
Что касается программы старения, то с точки зрения дарвинизма её появление вообще настоящий нонсенс. Ведь в природе, как говорил Дарвин, идёт постоянная борьба за существование, и если организм начнёт стареть, то он должен быть моментально устранён своими молодыми и сильными потоками. Ещё в 50-е года XIX в. на это указывал английский зоолог, проф. П. Медовар. Он писал, что в естественных условиях большинство организмов гибнет раньше, чем успевает состариться, и потому такой механизм не имеет практического значения для вида и не может быть отобран эволюцией (Москалёв, 2008). Привести к старению могло скорее отсутствие борьбы за существование и естественного отбора, чем их наличие. Но программа старения и смерти найдена практически у всех видов на земле, выходит, что все они должны были бы жить в условиях отсутствия естественного отбора, тогда как они возникли? «Вопрос о возникновении и эволюции процесса старения совершенно неясен, – пишут российские учёные А. Потапенко и А. Акифьев. – Естественный отбор у животных не может воздействовать на процессы, проявляющие себя только в пострепродуктивном периоде, а потому не может воздействовать на процесс старения» (Потапенко, 1999).
Почему же тогда упомянутые нами геронтологи настаивает, что феноптоз создал естественный отбор, если с точки зрения теории отбора мы должны наблюдать скорее обратную картину? (Кстати, по этой причине некоторые учёные продолжают считать, что никакой программы старения нет, а организмы гибнут в силу случайных поломок). Известный историк эволюционного учения В. Чайковский как-то заметил, что «термином «естественный отбор» пользуются для обозначения такого изменения, которому удаётся придумать полезность» (Чайковский, 2006). Так неужели феноптоз считают продуктом естественного отбора только потому, что в нём увидели пользу?
Форум
