Многообразие приспособленности. Внешнее и внутреннее строение, инстинкты, поведение животных характеризуются приспособленностью к условиям их жизни. (Разберитесь в чем выражается приспособленность животных, изображенных на рисунках [7] и [8]). В одной и той же среде разные животные имеют разные приспособления. Крот роет землю конечностями, а слепыш проделывает подземные ходы головой и сильными резцами. Тюлень плавает при помощи ластов, а дельфин – хвостового плавника.
Различные приспособления обеспечивают перекрестное опыление растений (приведите примеры). Нежные весенние ростки ветреницы и голубой перелески переносят температуру ниже нуля благодаря концентрированному раствору сахара в клеточном соке. Низкорослость, мелколистность, поверхностное расположение корней деревьев и кустарников, очень быстрое развитие растительности весной и летом – во всем этом сказывается приспособленность к жизни в тундре.
Различная интенсивность размножения служит важным приспособлением к сохранению вида, его популяций. Наиболее многочисленное потомство у видов, у которых оно а массе уничтожается (черви-паразиты, многие виды рыб), и немногочисленное – у видов с развитым инстинктом заботы о потомстве. Колюшка откладывает всего 120-150 икринок в гнездо, построенное самцом, который охраняет оплодотворенную икру и мальков. Треска мечет до 4 млн. икринок и потомство не охраняет.
Рис. 7. Угрожающие позы у различных животных Происхождение приспособленности у организмов. Теория Дарвина материалистически объясняет появление сложных и многообразных приспособлений к конкретным условиям окружающей среды. Рассмотрим возникновение покровительственной окраски тела гусениц какой-то популяции, живущей на зеленых листьях. Предки их могли быть другой окраски и не питаться листьями. Предположим, что а силу каких-то обстоятельств они вынуждены были перейти на питание зелеными листьями. Популяции этих насекомых были неоднородны по окраске а связи с постоянно возникающими мутациями, поэтому среди множества гусениц были особи с зеленоватой окраской, менее заметной на фоне листвы. В борьбе за существование под воздействием естественного отбора выживали и оставляли потомство преимущественно особи с зеленоватой окраской. В последующих поколениях этот процесс продолжался, окраска тела гусениц все более соответствовала основному фону окружающей среды.
Рис. 8. Морской конек и игла-рыба в зарослях растений
Так же можно объяснить возникновение мимикрии. Особи с малейшими наследственными уклонениями в форме тела, окраске, поведении, усиливающими сходство с защищенными животными, имели больше возможности выжить и оставить потомство по сравнению с теми особями, которые не обладали полезными изменениями. Из поколения в поколение полезное изменение усиливалось и совершенствовалось под воздействием борьбы за существование и естественного отбора и вело к накоплению признаков сходства с защищенными животными.
Каждое приспособление и весь комплекс их вырабатываются па основе наследственной изменчивости в процессе борьбы за существование и отбора в ряду поколений. Приспособленность организмов является результатом действия движущих сил эволюции в данных условиях существования.
Объяснение возникновения приспособленности, данное Дарвином, в корне отличается от понимания этого вопроса Ламарком. Невозможно предположить, что животные «упражнялись» и окраске или форме тела и в результате этого стали приспособленными. Нельзя объяснить и взаимную приспособленность организмов друг к другу, например соответствие хоботка у рабочих пчел строению цветка опыляемых ими растений: рабочие пчелы не размножаются, а пчелиные матки, хотя и производят потомство, не могут «упражнять» хоботок, так как не собирают пыльцу. Теория прямого приспособления организмов путем появления у них только полезных наследственных изменений в конечном счете вытекает из представлений об изначальной целесообразности. Вскрыть ее идеалистический характер можно на основе учения Дарвина о движущих силах эволюции.
Относительность приспособленности организмов. Целесообразность строения и функций организма выражается в его соотношениях только с конкретной внешней средой. Любая приспособленность помогает организмам выжить лишь в тех условиях, в которых она сформировалась под влиянием движущих сил эволюции. Но и в этих условиях она относительна. В яркий солнечный день зимой белая куропатка выдает себя тенью на снегу. Заяц-беляк, не заметный на снегу и лесу, становится видным на фоне темных стволов.
Наблюдения за проявлением инстинктов у животных в ряде случаев показывают их относительную целесообразность. Ночные бабочки летят на огонь, хотя и гибнут при этом. Их влечет к огню инстинкт: они собирают нектар в основном со светлых цветков, хорошо заметных ночью.
Узкая специализация органа может стать причиной гибели организма. Стриж не может взлететь с ровной поверхности так как у него длинные крылья и очень короткие ноги. Он вылетает, только оттолкнувшись от какого-то края, как от трамплина.
Приспособления растений, препятствующие поеданию их животными, относительны. Скот, как правило, обходит растения, защищенные колючками, но верблюжью колючку охотно поедают верблюды, козы, голодный крупный рогатый скот.
Польза симбиоза – сожительства организмов, принадлежащих к разным видам, например водоросли и гриба в лишайнике, – также относительна. Иногда грибные нити лишайника разрушают сожительствующие с ними водоросли.
У организмов встречаются ненужные органы и признаки, например грифельные косточки у лошадей, перепонки между пальцами у горных гусей, которые никогда не опускаются на воду, остатки третьего века у обезьян и человека.
Все эти и многие другие факты говорят, что приспособленность не абсолютна, а относительна.
Экспериментальные доказательства естественного отбора. В настоящее время накопился большой экспериментальный материал, подтверждающий наличие естественного отбора в природе, позволяющий наблюдать его течение и детализировать формы.
В течение ряда лет измеряли ширину головогрудного щита у крабов, обитающих в одной бухте (Англия), где с постройкой нового мола уменьшилась циркуляция воды и она помутнела от меловой взвеси, которую приносили две речки. Оказалось, что преимущественно выживали крабы с узким головогрудным щитом. Почему? Опыт в аквариуме показал, что у особей с широким головогрудным щитом жабры засорялись меловой взвесью и животные погибали.
Куколок бабочки-крапивницы разместили на растениях крапивы, заборах, стволах деревьев и т. д. Птицы очень быстро уничтожили подавляющее большинство куколок, оставив лишь немногих на крапиве, где куколки и гусеницы бабочки незаметны благодаря покровительственной окраске.
Наблюдали за поведением крапивника (отряд воробьиных), который не клевал гусениц пяденицы с покровительственной окраской, пока они не шевелились.
Интересны данные, подтверждающие значение предостерегающей окраски в процессе естественного отбора. На опушке леса разложили на досках насекомых 200 видов. Птицы склевали только тех, которые не имели предостерегающей окраски.
Большинство птиц избегают перепончатокрылых насекомых с неприятным вкусом. Клюнув осу, птица три-шесть месяцев и трогает и осовидных мух. Потом начинает клевать их, пока не попадает на осу, после чего опять долго не трогает мух.
Проводились опыты по искусственной мимикрии. Птицы охотно поедали личинок жука мучного хрущака, окрашенных безвкусной краской кармином. Часть личинок покрывали смесью краски с хинином или другим неприятным на вкус веществом. Птицы, натолкнувшись на таких личинок, перестали клевать всех окрашенных личинок.
Рыбы гамбузии были помещены в бассейны с различно окрашенным дном. Птицы уничтожили 70% рыб в том бассейне, где они были более заметны, и 43% там, где они по окраске лучше подходили к фону дна.
Экспериментальное исследование естественного отбора проводилось и ботаниками. Оказалось, что у сорных растений есть биологические особенности, возникновение и развитие которых можно объяснить только приспособленностью к условиям, созданным человеческой культурой. Например, у растений рыжик (сем. крестоцветных) и торица (сем. гвоздичных) семена очень похожи по величине и массе на семена льна, посевы которого они засоряют. То же можно сказать о семенах погремка бескрылого (сем. норичниковых), засоряющего посевы ржи. Сорные растения созревают обычно одновременно с культурными. Семена этих растений трудно отделить друг от друга при просеивании. Человек скашивал, обмолачивал сорняки вместе с урожаем, а потом высеивал на поле.
Следовательно, человек невольно и бессознательно способствовал естественному отбору семян различных растений на сходство с семенами культурных растений.
1. У растений и животных уголка живой природы рассмотрите черты приспособленности к условиям среды их обитания. 2. Приведите примеры, кроме указанных в учебнике, относительной приспособленности у растений и животных. 4. Как объяснить относительный характер приспособленности? 5. В чем расходятся взгляды Дарвина и Ламарка по вопросу приспособленности организмов к условиям жизни?
