динозавров. Сократилась кормовая база и для крупных насекомых, а за ними стали
исчезать летающие ящеры - как насекомоядные, так и их хищные собратья. Надо
иметь в виду и то обстоятельство, что пресмыкающиеся были холоднокровными
животными и оказались не приспособленными к существованию в новом, значительно
более суровом климате. В этой всемирной биологической катастрофе выжили и
получили дальнейшее развитие мелкие пресмыкающиеся - ящерицы, змеи; а крупные -
такие как крокодилы, черепахи, гаттерия - сохранились лишь в тропиках, где
остались необходимая кормовая база и относительно теплый климат.
Таким образом, мезозойская эра полноправно называется эрой пресмыкающихся. За
160 млн лет они пережили свой расцвет, широчайшую дивергенцию по всем средам
обитания и вымерли в борьбе с неизбежной стихией. На фоне этих событий огромные
преимущества получили теплокровные организмы - млекопитающие и птицы,
перешедшие к освоению освобожденных экологических сфер. Но это уже была
новая эра. До «Нового года» оставалось 7 дней.
Кайнозойская эра (эра новой жизни) - от 67 млн лет до настоящего времени.
Это эра цветковых растений, насекомых, птиц и млекопитающих. В эту эру появился
и человек.
Третичный период делится на палеоген (67 - 25 млн лет) и
неоген (25 - 1,5 млн лет). Отмечается широкое распространение цветковых
растений, особенно травянистых. Формируются обширные степи - результат
отступления тропических лесов из-за похолодания. Среди животных доминируют
млекопитающие, птицы, насекомые. Продолжают исчезать отдельные группы
пресмыкающихся и головоногих моллюсков. Около 35 млн лет назад в классе
млекопитающих появляется отряд приматов (лемуры, долгопяты), давший в
последствие обезьян и человека. Первые люди появились около 3 млн лет тому
назад (за 7 часов до «Нового года») в восточном средиземноморье.
Четвертичный период, или антропоген включает последние 1,5 млн
лет развития жизни. Сформирован современный растительный и животный мир.
Идет бурная эволюция и господство человека. Происходит четыре периодических
оледенения северного полушария Земли. За это время вымерли мамонты, многие
крупные звери, копытные животные. Большую роль в этом сыграли люди, которые
активно занимались охотой и земледелием. Периодические замерзания и таяния воды
изменяли уровень морей, то наводя, то разрушая мосты между Азией и Северной
Америкой, Европой и Британией, Индокитаем и Островами. Эти обстоятельства
позволяли мигрировать животным и растениям, поддерживая их эволюционные
изменения по мелким адаптивным признакам. Австралия имеет полную
изолированность от других материков, что создало там особые направления и темпы
эволюции. Отсутствие хищников позволило сохраниться древним сумчатым и
яйцекладущим млекопитающим, давно вымершим на других континентах. Происходили
изменения и в семействе людей, но о них мы расскажем в отдельной теме. Здесь же
отметим, что человек современного типа сформировался всего лишь 50 тысяч лет
назад (в 23 часа 53 минуты 31 декабря нашего условного года развития жизни на
Земле; мы существуем в этом году всего-то его последние 7 минут!).
Как итоговое отражение эволюции - с взлетами одних групп и крушениями других -
выступает современная картина биоразнообразия,
представленная на рис. 31.
Рис. 31 Схема современного биоразнообразия на Земле
Еще раз обратим внимание на то, что древние группы организмов - дробянки
(бактерии и сине-зеленые водоросли), водоросли, одноклеточные (простейшие)
животные не исчезли с биологического поля. Конечно, многие их представители,
и даже целые большие группы, вымерли и уступили место другим. Но в целом
эволюция не теряла заложенные когда-то планы строения животных и растений. В
каждой крупной группе (ранга царства или типа), как правило, возникали новые
вариации, которые занимали свои экологические ниши. Поэтому мы и имеем на
сегодня столь широкий спектр биоразнообразия - от бактерий и вирусов до
цветковых растений, насекомых и млекопитающих.
Несколько слов о царстве вирусов. Никто не знает, каково их настоящее
происхождение. По уровню организации они отличаются от всех прочих организмов
тем, что не имеют клеточного строения. По этому признаку и выделены две
империи, одна из них за вирусами. Есть мнение, что вирусы - «осколки жизни»,
блуждающие генетические элементы, мигрирующие между разными организмами. Но кто
и когда породил эти осколки - науке не известно.
И последнее замечание - о движущих силах биологической эволюции. Их
надо видеть в двух взаимосвязанных плоскостях - геологической и собственно
биологической. Каждая очередная крупномасштабная перестройка земной
поверхности влекла за собой неизбежные эволюционные преобразования в живом
мире. Каждое новое похолодание приводило к вымиранию неприспособленных. Дрейф
материков определил различие темпов и направлений эволюции в изолятах. С другой
стороны, прогрессивное развитие и размножение групп растений и животных
сказывалось и на самой геологической эволюции. Вспомним, как накопление
кислорода в конце Протерозоя привело к образованию озонового экрана, что
оградило живые организмы от солнечной радиации и изменило уровень эволюционных
преобразований. Многие продукты жизнедеятельности организмов оставались
навсегда в земных недрах, преобразуя их необратимо. Это и органогенные железные
руды, и залежи серы, мела, каменного угля и многое другое. Живое, порожденное
из неживой материи, эволюционирует вместе с ней, в едином биогеохимическом
потоке вещества и энергии. Что же касается внутренней сущности и
непосредственных факторов биологической эволюции, мы рассмотрим их в следующем
сегменте.
СЕГМЕНТ 33. ФАКТОРЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ
Процесс необратимого исторического развития мира живых организмов - как в целом,
так и отдельных таксономических групп - называется филогенезом (от
греческих phylon - род, племя и genesis - происхождение, возникновение).
Как мы уже видели, развитие - важнейшее свойство жизни. Но развитие,
самоорганизация присущи материи вообще. В философском понимании развитие - это
движение, изменение в пространстве и времени. Движение как способ существования
материи не возникает и не исчезает, существует вечно - без начала и конца. В то
же время движение - векторный, направленный, необратимый процесс, а значит на
отдельных отрезках имеет начало и конец: ........ à ........ à
........ à ........ .
Таким образом, развитие как движение бесконечно и вместе с тем существует всякий
раз как отдельный конечный процесс. Эти кажущиеся противоречия разрешаются при
диалектическом взгляде на процесс развития. Развитие любой системы: физической,
биологической, социальной - подчиняется общим законам диалектики и синэргеники.
Развитие совершается по спирали и бифуркационно (рис. 32).
Рис. 32
Один виток спирали - некоторый конечный процесс. В схеме исторического развития
виток представляет онтогенез (индивидуальное развитие) отдельной особи.
Вся спираль с ее бифуркационными разветвлениями - бесконечный процесс.
Бифуркационная спираль представляет филогенез - совокупность
онтогенезов с постепенными изменениями, ведущая к их необратимой эволюции.
Таким образом, любые филогенетические преобразования происходят посредством
перестройки онтогенезов особей; при этом приспособительную ценность могут иметь
изменения любой стадии индивидуального развития. Можно сказать, что филогенез
представляет собой преемственный ряд онтогенезов последовательных поколений.
Это важнейшее концептуальное положение биологии наглядно проявляется в так
называемом биогенетическом законе, согласно которому в онтогенезе
высшего организма частично сохраняются (повторяются) основные черты предковых
низших организмов, то есть отражается его филогенез.
Действительно, при сравнительно-эмбриологическом изучении родственных групп
организмов обнаруживается, что их зародыши более сходны, чем взрослые особи.
При этом чем более ранние стадии сравниваются, тем больше сходства
выявляется. Например, у всех представителей позвоночных прослеживаются
одинаковые эмбриональные стадии и признаки: бластула, гаструла,
трехслойность, закладка хорды и ее преобразование в позвоночник, кровеносная
система с одним кругом кровообращения, закладка жаберных карманов, хвоста. На
этой стадии все зародыши имеют типичные рыбьи признаки. Далее появляются
различия: постепенно можно обнаружить новые признаки классов, потом отрядов и
т. д. до видовых различий, которые проявляются перед самым рождением. Жабры
развиваются только у рыб и амфибий (на стадии головастика); у пресмыкающихся,
птиц и млекопитающих жаберные щели зарастают. У зародышей млекопитающих,
особенно у приматов, быстро развивается головной мозг. Таким образом, по ходу
эмбрионального развития идет расхождение (дивергенция) признаков у зародышей,
отражающее их филогенетическую дивергенцию. Эту закономерность уже в середине
XIX века отмечал Дарвин: эмбриональное развитие вида отражает его эволюцию. А
вскоре Мюллер и Геккель сформулировали ее в форме биогенетического закона. На
основании биогенетического закона путем изучения эмбрионального развития
организмов можно устанавливать степень их филогенетического родства.
Какие же факторы и каким образом движут филогенетическое развитие? Почему
возникают изменения в индивидуальных онтогенезах? Что происходит в точке
бифуркации, за которой один биологический вид превращается в два или более
видов с новыми признаками? На эти вопросы дает ответ синтетическая теория
эволюции. Ее формирование имеет свою сложную историю.
Еще в античные времена существовало два противоположных взгляда по вопросу
происхождения современного разнообразия животных и растений. Креационисты
утверждали, что мир сотворен Богом; животных и растений столько, сколько их
создал Творец. Они изначально целесообразны и неизменны. В понятиях философии
это - чистейшая метафизика (от греческого «Meta ta physika» - «После физики»;
так называлось философское сочинение Аристотеля, помещенное после его трактатов
по физике). Даже в XVIII веке этот взгляд разделял великий шведский натуралист,
основатель современной систематики Карл Линней. Другая точка зрения -
трансформизм: мир изменяется, исторически развивается. Применительно к
биологии это означало историческое изменение организмов, постепенное усложнение
их организации. В XVIII веке такие мысли выражали Бюффон во Франции, Эразм
Дарвин (дед Чарльза Дарвина) в Англии, Гёте в Германии, Ломоносов в России). Но
первые эволюционные догадки были умозрительные, они не имели достаточной
фактической основы. Только в XIX веке сформировалось научное эволюционное
учение.
Первым настоящим эволюционистом считается французский биолог Ж.Б. Ламарк
. В своей известной книге «Философия зоологии» (1809) он предложил первую
целостную теорию эволюции живого мира, отвергнув метафизическую идею о
постоянстве и неизменности видов. Учение Ламарка основано на новом видении
системы - от простых организмов к сложным, оно утверждало прогрессивное
развитие жизни на Земле. Но Ламарк ошибался в оценке движущих сил (факторов)
эволюции. Совершенно справедливо признавая ведущую роль в изменении видов за
внешними условиями (климат, почва, пища, свет, теплота и т. д.), он ошибочно
считал, что упражнение органов у отдельной особи ведет к их целенаправленному
изменению, совершенствованию, и эти изменения автоматически закрепляются в
потомстве, передаются по наследству (наследование благоприобретенных
признаков).
Этот постулат Ламарка стал темой долгих дискуссий в биологии, а в последствие
и в генетике. В Советском Союзе в 30-50-е годы Ламаркизм был использован в
обоснование антинаучных, антигенетических построений группы Т. Д. Лысенко,
захватившей при поддержке Сталина ключевые посты в Академии наук и фактически
учинившей разгром отечественной школы генетиков. Развитие биологии в Союзе
было задержано на десятилетия.
Тем не менее эволюционную идею Ламарка разделяли почти все биологи его
времени. Но причины и движущие силы филогенетических процессов верно вскрыл
только Дарвин.
Чарльз Дарвин (1809-1882) - великий английский натуралист, создатель
учения о происхождении видов путем естественного отбора. С детства увлекался
коллекционированием и изучением растений, животных и минералов. В 1831-1836 гг.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23
|