Грандиозный мир. 101 ключевая идея: Эволюция - Мортон Дженкинс

См. также статьи «Биогеографические свидетельства эволюции», «Сравнительная анатомия», «Биогенетический закон как свидетельство эволюции».

Искусственный отбор животных

На протяжении многих тысяч лет люди высоко ценили породистых животных. Такие животные получились в результате искусственного отбора. Главная цель искусственного отбора — вывести животных с определенными желаемыми признаками; скотоводы, например, желали получить коров, которые бы давали больше молока, охотники — хороших собак, которые служили бы им помощниками. Но вплоть до недавних пор этот отбор носил случайный, несистематический характер. До опытов Грегора Менделя, проведенных в 1860 годах, никто ничего не знал о законах наследственности, поэтому новые породы выводились путем проб и ошибок, хотя результат часто получался неплохой. Все современные породы кур произошли от дикого предка, обитающего в джунглях Дальнего Востока, предками домашних свиней были кабаны, предками коров — дикие быки, а жирной индейки, приготавливаемой на Рождество, — довольно худая птица, на которую когда-то охотились переселенцы в Новой Англии.

В качестве примера важности и эффективности искусственного отбора (селекции) можно привести историю с улучшением индийских пород коров. В течение многих столетий за индийскими коровами почти никто не ухаживал, и они стали полудикими. Надои молока резко снизились. Таких животных можно увидеть и сегодня. Индусы считают коров священными животными и позволяют им свободно ходить по улицам поселков в поисках пищи. На государственных фермах решили улучшить местные породы. Для начала их стали хорошо кормить, но это не привело к значительному увеличению надоев. Проблема заключалась в том, что коровы — довольно нервные животные и легко пугаются, когда их пытаются доить. Но через несколько лет искусственного отбора вывели менее восприимчивых коров, которые позволяли доить себя людям. Через 20 лет надои возросли втрое. Сегодня для получения желаемых пород научные принципы отбора сочетают с искусственным осеменением.

Искусственный отбор растений

Одним из пионеров селекции (искусственного отбора) растений был американец Лютер Бербанк. Он вывел многочисленные новые сорта растений. Пожалуй, самым известным его вкладом в селекцию растений является улучшение сортов картофеля. Однажды в 1871 году Бербанк осматривал картофельное поле в Массачусетсе и заметил плод, выросший на одном из растений. Хотя картофель обычно имеет цветы, у него бывает довольно мало плодов. Новые растения выращивают, как правило, из клубней, а не из семян. Бербанк сохранил семена и посадил их. Затем он исследовал картофелины, выросшие из этих семян. Они отличались от растения к растению. Некоторые были большими, другие маленькими; одни семена дали много клубней, а другие мало. Клубни одного из растений были самыми многочисленными, большими и ровными. Он выбрал их для дальнейшего размножения неполовым путем. Получившаяся разновидность картофеля была названа именем Бербанка, и вскоре этот сорт стал распространенным на всей территории США.

Успех Бербанка послужил примером массового отбора, при котором из многих представителей вида для селекции выбирается одно растение. Массовый отбор — это, вероятно, самый древний вид искусственного отбора растений. Древние люди для посева всегда оставляли самые лучшие семена урожая. Именно от них, скорее всего, можно было получить потомство с желаемым набором признаков. Так, через несколько поколений из диких растений возникали культурные. Зерновые растения, например, были выведены из диких злаков. Предком кочанной капусты, а также цветной, брюссельской и брокколи, было дикое растение морского побережья.

Методом массового отбора можно также получить сорта, невосприимчивые к болезням. Представим, например, что на пшеничном поле распространился вредный грибок. Погибли почти все растения, кроме двух-трех. На следующий год из этих здоровых растений выросли новые. И опять на них напал грибок, только на этот раз выжило больше растений. На следующий год все повторилось снова; с каждым годом выживало все больше приспособленных растений и таким образом был выведен сорт пшеницы, невосприимчивый к грибку.

Ихтиозавры

Пожалуй, самыми известными морскими рептилиями триасового и юрского периодов (245–144 миллионов лет назад) являются ихтиозавры. Внешне они выглядели как современные дельфины с рыбообразным телом и, похожим на акулий, спинным плавником. Их конечности приспособились к водной среде обитания и превратились в плавники; хвост тоже стал мощным хвостовым плавником. По остаткам можно проследить развитие нескольких родов ихтиозавров от длинного и узкого миксозавра (Mixosaurus) триасового периода через дельфинообразного ихтиозавра (Ichthyosaurs) и, похожего на меч-рыбу, эвринозавра (Eurhinosaurus) юрского периода до беззубого офтальмозавра (Ophthalmosaurus). Все они были активными охотниками, питались рыбой и предками кальмаров.

Плавники ихтиозавров в виде весла были специализированным органом, прекрасно приспособленным для развития высокой скорости передвижения в толще воды. Они были усилены скоплением пальцевых костей, которое не походит на обычное распределение пальцев в конечности рептилий. Исходя из этого факта, можно предположить, что ихтиозавры унаследовали свою обтекаемую форму непосредственно от предков-земноводных, минуя стадию сухопутных пресмыкающихся. Их приспособление к морской жизни было настолько совершенным, что они даже рожали живых детенышей, не выходя на сушу для того, чтобы отложить яйца. Их вымирание в конце мезозойской эры (около 65 миллионов лет назад) было частично вызвано конкуренцией со стороны более новых морских животных.

Свидетельства о существовании этих морских рептилий были получены еще в начале XIX века. Англичанку Мэри Эннинг (1799–1847) из Лайм-Регис можно назвать первым профессиональным коллекционером окаменелостей. Она собирала окаменелости среди местных прибрежных утесов и продавала их туристам. В 1811 году она случайно наткнулась на несколько огромных окаменелых костей и продала их Эдварду Хоуму, профессору анатомии Лондонского университета. Он не смог опознать останки, и только через семь лет выяснилось, что это кости вымершей рыбообразной рептилии. Первым эту версию выдвинул Жорж Кювье, но назвал ископаемое ихтиозавром в 1818 году В. Кёниг. В 1820 годах было найдено еще несколько подобных образцов.

См. также статью «Кювье, Жорж».

Катастрофы

Жизнь на Земле не раз подвергалась опасностям, которые грозили уничтожить ее навсегда. Не менее пяти раз наступали такие моменты, когда исчезало большинство живых организмов планеты. В настоящее время можно сказать, что мы находимся в шестом периоде массового вымирания. Только на этот раз вымирание представляет собой результат человеческой деятельности, то есть внутренних, а не внешних сил.

За 3,5 миллиарда лет глобальная экосистема претерпела много кризисов и в самые критические моменты была близка к полному исчезновению. Около 250 миллионов лет назад жизнь была на грани вымирания. За относительно короткий геологический срок вымерло по крайней мере 96 % видов. Из всех видов, когда-либо обитавших на Земле, 99,9 % вымерли. Часто создается впечатление, что их вымирание ускорили внешние природные катаклизмы. Среди них можно назвать столкновение с многочисленными астероидами и кометами, которые вызывали появление пылевых облаков и приводили к климатическим изменениям, превращая Землю то в раскаленную пустыню, то в ледяную тундру. Наша планета также пережила значительные колебания уровня океанов и периоды повышенной вулканической активности, вызванной смещением земных пластов. Пять основных катастроф таковы:

· Поздний ордовик (440 миллионов лет назад) — вымерло около 85 % видов.

· Поздний девон (365 миллионов лет назад) — две волны крупного вымирания морских видов, отделенных друг от друга миллионом лет.

· Поздняя пермь (251 миллион лет назад) — вымирание около 96 % видов. Это было крупнейшее вымирание в истории жизни, в результате исчезли почти все зверообразные пресмыкающиеся, которые до этого были хозяевами планеты на протяжении 80 миллионов лет.

· Поздний триас (205 миллионов лет назад) — вымерло около 76 % видов (в основном морских).

Поздний мел (65 миллионов лет назад) — вымерло от 75 до 80 % видов. Это наиболее известное вымирание, поскольку оно явилось концом эпохи динозавров, которые до этого были хозяевами планеты на протяжении 140 миллионов лет.

См. также статьи «Дрейф материков», «Динозавры».

Кладистика

Кладистика — это метод описания путей эволюционного развития с помощью науки о классификации (таксономии). Одна из школ таксономии придерживается схемы, первоначально предложенной немецким энтомологом Вилли Хеннингом в 1950 годах и развитой Найлсом Элдриджем и Джоэлом Кракрафтом. Она основывается на положениях генеалогии, которая пытается проследить происхождение современных организмов от их предков и составить их генеалогическое древо. Термин «кладистика» Хеннинг составил на основе греческого слова «кладос», что значит «ветвь, отросток». Основная группа, или таксон, называется в кладистике «кладон»; считается, что все организмы одного кладона произошли от одного общего предка. Важное предположение при составлении родословных линий (кладограмм) заключается в том, что ни одно из ныне существующих животных не является предком другого вида современных животных. Следовательно, два разных современных вида животных могут быть связаны только общим предком.