Борис Медников - Дарвинизм в XX веке

В заключение скажем еще несколько слов о пресловутой репродуктивной изоляции, то есть нескрещиваемости популяций. Мы уже убедились, что механизмы ее бывают разными — от разницы в сроках размножения до бесплодия гибридов. Она может предварять акт видообразования и может завершать его. Наконец, она может возникать скачком (полиплоидизация или крупная хромосомная перестройка) — тогда на пути потока генов между частями прежде единого вида как бы возникает плотина. Но, пожалуй, еще более часты случаи, когда поток генов превращается как бы в пересыхающий ручеек. Он исчезает постепенно, и главную роль в этом процессе играет дизруптивный отбор, отсеивающий менее приспособленные гетерозиготы. Вслед за Дарвином мы приходим к выводу, что видовые границы могут создаваться постепенно и на каком-то этапе оказываются условными.

Многих подобный вывод не устраивает; такие исследователи упорно ищут некий абсолютный критерий вида. Однако это часто напоминает поиски конца у кольца.

Ретроспективный взгляд на историю эволюционного учения позволяет прийти к любопытному выводу. Авторы многих ошибочных взглядов исходили из в общем-то правильных положений. Ошибка заключалась в том, что эти положения абсолютизировались, роль каких-либо факторов преувеличивалась.

Так, Вейсман был совершенно прав, когда говорил о высокой стабильности наследственных задатков и о большей роли генетических рекомбинаций в эволюции. Действительно, эволюция реже использует новые гены, чем перетасовывает старые. Но считать гены полностью неизменяемыми — это уже ошибка.

Был прав и Де Фриз, открывший скачкообразное изменение признаков — мутации. Но считать, что мутационным путем возникают сразу виды, также будет ошибочным. Даже межвидовые гибриды растений долго «пришлифовываются» отбором к среде.

Учитель Вавилова В. Бэтсон полагал, что новые признаки возникают вследствие выпадения из генотипа какого-либо гена («теория присутствия — отсутствия»). Мы знаем, что дрейф генов и отбор могут привести к выпадению из популяции гена. Но ограничивать этим эволюцию нельзя.

По всей вероятности, сейчас чрезмерно высоко оценивается эволюционное значение ограничения панмиксности, а проще — генетической изоляции, причем генетическую изоляцию часто считают синонимом географической. Ход рассуждений здесь примерно такой: в панмиксной популяции не может сформироваться более одного нового вида, так как скрещивание исключает возможность образования двух сбалансированных генофондов. Как и в случае Дженкина, упор делается на «заболачивающее влияние скрещивания», но речь идет уже не об отдельных признаках и генах, а об их комбинациях. Поэтому, согласно этой точке зрения, видообразование может идти только в разных частях ареала (так называемое аллопатрическое видообразование). Разделение первоначально панмиксной популяции на два вида (симпатрическое видообразование) исключено.

Идея эта отнюдь не нова. Еще при жизни Дарвина немецкий натуралист М. Вагнер утверждал, что географическая изоляция — необходимое условие видообразовательного процесса, однако создатель теории естественного отбора с ним не согласился: «…я ни в каком случае не могу согласиться с этим натуралистом в том, что миграция и изоляция — необходимые элементы в процессе образования новых видов». Убеждение Дарвина в могуществе отбора осталось незыблемым, и сейчас мы можем только удивляться его прозорливости.

Распространение подвидов большой синицы: 1 — типичная форма; 2 — подвид бухарская; 3 — «большая малая»; 4 — зона, где синицы, распространявшиеся северным и южным путем, встречаются и не узнают друг друга.

Рассмотрим несколько примеров географической изоляции. Отлично изученная североамериканская леопардовая лягушка распространена очень широко — от Канады до Флориды. Соседние популяции ее хорошо скрещиваются, но самые северные и самые южные лягушки уже генетически изолированы и, по-видимому, достигли видового обособления, хотя провести границу между ними затруднительно. Она «размазана» по всей восточной части США.

Сходная картина наблюдается у многих видов птиц. Например, серебристая чайка и чайка-клуша в Западной Европе ведут себя как «хорошие» виды. Расселившись по побережью Северного Ледовитого океана, они замкнули в Европе кольцо распространения — и не узнали друг друга. Всем известная большая синица распространялась на восток двумя путями: северным — через Сибирь и Забайкалье и южным — через Среднюю Азию, Индию и Китай (пустынные нагорья Центральной Азии синиц не привлекали). Южная синица в пути несколько изменилась, она стала меньше, и этому подвиду присвоили довольно нелепое название — синица большая малая. Встретились они в Дальневосточном крае; здесь они не узнают друг друга, не скрещиваются. Все это хорошие примеры географического видообразования, аллопатрии. Несомненно, аллопатрические виды возникают в природе часто. Но современные последователи Вагнера полагают, что виды порождаются только таким путем.

Под категорию географического видообразования подводят возникновение видов из популяций предкового вида, обитающих практически совместно (например, мешетчатые крысы, одни из которых обитают на темных, а другие — на светлых почвах). Столь широкое трактование географии, конечно, не оставляет места для симпатрического видообразования (как бы близко ни обитали предковые особи, они неизбежно должны занимать разные точки пространства). Но это уже то, что математики называют приведением к абсурду.

Вспомним, однако, что существуют иные формы изоляции, кроме пространственной. Четвериков знал о них. Может ли такая изоляция возникнуть в пределах одной популяции?

Наиболее простые примеры экологической изоляции — это приспособление одного вида паразита к разным видам хозяев, что приводит в конце концов к радиации прежде единого вида на несколько видов, из которых каждый может обитать в одном лишь хозяине. Свиная и человеческая аскариды внешне морфологически неотличимы, однако яйца свиной аскариды в человеке не приживаются. Ясно, что они возникли от одного вида. Но когда произошло разделение? Быть может, пути человеческой и свиной аскарид разошлись, когда Моисей запретил правоверным иудеям употреблять в пищу свинину. Этот запрет был подтвержден Магометом — и в результате возникла изоляция между паразитами человека и свиньи. Если это так, то аскарида — пример вида, созданного религиозными запретами. Неисповедимы пути эволюции!

Очень близкий путь становления видов — приспособление к различным кормовым объектам. В пустынях юго-запада США и Мексики обитает, например, один вид дрозофилы, личинки которого развиваются в стволах кактуса, содержащего специфичный алкалоид. Этот алкалоид для них необходим, но он же абсолютно ядовит для обитающих рядом других видов дрозофил. Подобный путь видообразования удалось воспроизвести в лаборатории. Американский исследователь Д. Паймэнтел с сотрудниками в течение ряда лет выращивал две линии комнатных мух — одну на бананах, другую на рыбе, и пришел к выводу, что если отбор превышает 90-процентный уровень (то есть выживает не более 10 % потомства), то разделение одной формы на две возможно, даже если линии обмениваются 30 % своего состава. А уровень отбора в природе, как правило, бывает выше.

Такие случаи симпатрического видообразования не отрицаются даже самыми рьяными его противниками. Сложнее дело обстоит с изоляцией не в пространстве, а во времени. Представим вид, сезон размножения которого растянут, например, с весны до осени, причем особи, размножающиеся в середине лета, попадают в неблагоприятные условия. Такой вид неизбежно должен распасться на весеннюю и осеннюю расы, обитающие совместно, но генетически изолированные. Отсюда уже прямой путь к дивергенции вида на два.

Подобная ситуация часто реализуется в природе; отличный пример тому — приспособление растений к культурному земледелию. Обычная форма альпийских лугов — горечавка — цветет в течение всего лета, но там, где луга скашиваются, возникают две формы: весенняя, которая успевает отцвести и осыпать семена до сенокоса и летне-осенняя, развивающаяся после сенокоса.

О том же свидетельствуют классические работы русского ботаника Н. В. Цингера о приспособлении сорняка погремка большого к сенокосам и обитанию в посевах ржи. Поздний сенокос привел к образованию раннецветущего вида; в условиях двух покосов в год этот вид распадается на два — весенний и позднелетний, а на ржаных полях возник вид, у которого семена не высыпаются из коробочек сами — они требуют обмолота. Семена этого вида — не крылатые, их рассеивает не ветер, а человек.

Сенокос — одна из форм бессознательного и весьма жесткого отбора, производимого человеком. Именно из-за своей жесткости он является весьма действенным морфо- и видообразующим фактором. Пути приспособления к нему различны: лебеда, например, образует карликовую форму, пропускающую косу над собой (читатели, вероятно, ее видели на скошенных лугах и сжатых полях).