Научный мир отмечает 200-летие со дня рождения Чарлза Роберта Дарвина, основоположника научной теории эволюции органического мира Земли. Теория Дарвина широко известна, всесторонне обсуждаема, неоднократно критиковалась, однако по сей день остается "единственно верной".
Тем не менее процессы эволюции на Земле по-прежнему таят немало загадок. Например, каждый час с лица Земли исчезают три вида животных и четыре вида растений. Такую статистику обычно приводят "зеленые", когда речь заходит о пагубном воздействии человека на природу. Если эти данные верны, то за год биосфера нашей планеты оскудевает более чем на 60 тысяч видов! Но не все так плохо: на смену исчезающим представителям флоры и фауны приходят новые. Их регулярно открывают в дикой природе ученые. Откуда они берутся?
Странности в природе
Бывший директор программы ООН по окружающей среде Клаус Топфер утверждает, что число исчезающих биологических видов неуклонно растет с 2000 года. Трудно сказать, насколько соответствует действительности расхожий штамп о трех видах животных в час, ведь точную статистику в этой области вести невозможно. Есть данные с более щадящими цифрами: исчезают не три вида животных в час, а лишь один в день. Но Клаус Топфер уверяет, что с конца ХVI века до 70-х годов прошлого столетия наша планета лишилась 109 видов птиц, 64 видов млекопитающих, 20 видов пресмыкающихся и трех видов земноводных. Почему же так мало? Ведь нетрудно подсчитать, что за четыре столетия должно было исчезнуть более 140 тысяч видов?!
"Потому что, когда говорят о сокращении биоразнообразия, прежде всего имеют в виду простейших или насекомых, - поясняет координатор программы по сохранению биоразнообразия Всемирного фонда дикой природы Владимир Кревер. - Они составляют 95 процентов всей биомассы Земли, но мы их просто не замечаем". Кстати, ученые до сих пор спорят, сколько на Земле насекомых - то ли 1,5 миллиона видов, то ли 2,5 миллиона. Это огромный и закрытый от нас мир, в нем идут свои процессы. По мнению Кревера, говорить, что они исчезают, - неправомерно, даже спекулятивно. Происходит видоизменение, переход к промежуточным формам. Появление гибридов возможно не только у насекомых, но и у рыб, земноводных или, скажем, крыс. Что же до исчезающих позвоночных, то этот процесс идет со скоростью 1-2 вида в несколько десятилетий, не больше.
В беседе с нашим корреспондентом кандидат биологических наук Зоя Соколова отметила, что зачастую природа сама вносит путаницу в вопрос о количестве видов: "Для ученых важно установить систематическое положение, найти место того или иного вида в классификации фауны. Например, есть такая рыбка - голомянка, обитает только в озере Байкал. Самцов у них очень мало, они мелкие и нежизнеспособные. Самец прирастает к жабрам самки и, по сути, становится ее придаточным органом. Спрашивается, это уже новый вид или все та же голомянка? И таких странностей в природе хоть отбавляй".
Оказывается, в биологии нет точных данных о количестве видов. Считается, что это всего лишь бухгалтерия, не слишком интересная и не очень-то научная. Каждый специалист скрупулезно изучает свою группу. Если один, скажем, занимается жуками - да и то не всеми (их более 300 тысяч видов), а лишь каким-то семейством, - то он, возможно, будет плохо знать дрозофил. А какой-нибудь энтузиаст, задавшийся целью систематизировать информацию, столкнется с тем, что в одной монографии будет указано 1035 видов в данной группе животных, а в другой - 988. А все потому, что автор второго научного труда некоторые виды за виды и не считал!
"Я помню, как один наш преподаватель, когда речь заходила о биоразнообразии, говорил: в этой аудитории стоит несколько цветочных горшков, дайте мне время, и я найду в них один-два новых вида почвенных клещей, - рассказывает старший научный сотрудник кафедры биологической эволюции биофака МГУ Сергей Ивницкий. - Это характеризует уровень изученности биоразнообразия в непосредственной близости от нас. Поскольку инвентаризация фауны далека от завершения (а пересмотр видов - процесс постоянный), то подводить итог не имеет смысла. Если такую базу и создадут, она будет очень динамичная".
Существует Международный кодекс зоологической номенклатуры. Он утверждает нормативы, по которым описывается новый вид. Если вы считаете, что обнаружили доселе неизвестное животное, вам надо опубликоваться в специализированном журнале, а затем убеждать рецензентов, что этот вид ранее описан не был. И не факт, что эксперты согласятся с вами. Различия могут быть ничтожными и незаметными глазу. Когда-то считалось, что обыкновенный малярийный комар представлен всего одним видом. А потом выяснилось, что это целая группа. Отличия - в яйцевой стадии развития насекомых. С тех пор это вошло в учебники.
Ну а когда к биологам подключились генетики, выяснилось, что и хромосомный набор у, казалось бы, одинаковых животных может быть абсолютно разным. Например, серых полевок, или лесных мышей, насчитывается не один десяток видов, но различить многие из них по наружным признакам практически невозможно. А вот разница в числе и строении хромосом у них может быть весьма существенной, что прекрасно видно под микроскопом. И при этом близкие виды не скрещиваются друг с другом - они способны различать "своих" и "чужих" по запаху и некоторым другим особенностям. Сергей Ивницкий сравнивает открытие новых видов внутри уже существующих с матрешкой: сняли крышку - там еще одна, под ней - третья, и т. д.
И в кислоте - жизнь
Несмотря на отсутствие единой базы, тут и там мелькает цифра официально зарегистрированных животных и растений - около 1,8 миллиона видов. И этот список регулярно пополняется - как правило, за счет насекомых, которые, как было сказано, составляют подавляющую часть биомассы. Но оказывается, по поверхности планеты бродят и неизвестные науке "зверушки" покрупнее. Сообщения на эту тему стали появляться лишь в последние годы. Так, недавно международная группа ученых опубликовала отчет об исследованиях глубоководной части антарктических морей, проведенных с 2002 по 2005 год. В этом уголке Мирового океана обнаружено более 700 ранее неизвестных видов беспозвоночных. Другая экспедиция в лесах Суринама открыла 24 вида, в том числе шесть рыб и одну лягушку.
В 2006 году случилась настоящая сенсация: новая разновидность млекопитающих найдена не где-нибудь в дебрях Африки, а на территории Европы. Существо назвали кипрской мышью (mus cypriacus) - именно на Кипре его и обнаружили, причем исследование показало, что этот вид обитает на острове около 9-10 тысяч лет! От других видов мышей их кипрская "родственница" отличалась более крупными глазами, ушами и головой.
В том же 2006 году были опубликованы результаты исследований, проведенных экспедицией Всемирного фонда дикой природы на острове Калимантан (Борнео). В болотах удалось найти уникальных змей, которые способны менять окраску. В центральной части острова, где сохранились непроходимые леса, обнаружили древесную лягушку красно-коричневого цвета, ранее неизвестную науке. Было открыто около 30 разновидностей рыб, которые оказались самыми маленькими позвоночными в мире. Их длина не превышает одного сантиметра. Кроме того, болотная вода, где они обитают, по уровню кислотности в 100 раз превосходит обычную дождевую. То есть если раньше считалось, что подобные воды просто непригодны для жизни, то теперь выяснилось: именно кислая среда обеспечивает комфортные условия множеству видов животных и растений, нигде больше в природе не встречающихся.
Вообще на острове Борнео за последние 15 лет было открыто и классифицировано почти 400 новых видов животных. Это настоящий "затерянный мир" - там сохранились вымирающие в других регионах мира носороги, слоны, дымчатые леопарды и гиббоны. Сравниться с Борнео может разве что Новая Гвинея. Года два назад на этом острове нашли 20 новых видов лягушек, четыре вида бабочек, а в 2007-м обнаружили новый вид опоссума, который оказался одним из самых маленьких сумчатых в мире, а также гигантскую крысу.
"Под капотом" эволюции
В числе прочего человек не замечает, как в природе продолжает идти эволюция. При критике дарвинизма порой задают дилетантский вопрос: почему сейчас обезьяна не превращается в человека? Дескать, не значит ли это, что homo sapiens не мог произойти от приматов и вообще не имеет с ними никаких "родственных" связей? Или что эволюция завершена? "Нет, не значит. Дело в том, что обезьяны давно отошли от одной общей ветви с человеком. Мы пошли по одному пути развития, они - по другому, - отвечает Сергей Ивницкий. - Ключевым моментом явилось то, что предки человека сошли с дерева на землю, а предки обезьян остались. Это ведь разные среды обитания. Ну, слезет современная обезьяна с дерева, и куда она пойдет? Выйдет на шоссе? Будет осваивать нефтяные скважины?"
Тем не менее эволюция, по словам Сергея Ивницкого, продолжается "прямо за окнами". Немногие знают, что столь хорошо знакомые нам подвальные комары расплодились во многих городах мира лишь в 20-30-е годы прошлого века. Раньше эти кровососы обитали в природе в грязных водоемах, а затем вдруг начали заселять города мира прямо-таки лавинообразными темпами. Причем их популяции "научились" долго существовать без кровососания, в ожидании подходящего случая напиться крови. Как это произошло - непонятно. Но эволюционный скачок налицо.
Другой пример - ворона. В дикой, нетронутой природе это теперь редкая птица, она не способна ни шишку расклевать, ни поймать насекомое. Зато ворона приспособилась жить в городе, где много отбросов, и благодаря высокой рассудочной деятельности просто вытворяет чудеса. Сухари вороны бросают отмачиваться в лужи, а орехи подкладывают под колеса автомобилей и даже на трамвайные рельсы. А насытившись, любят озорничать, пугая прохожих или катаясь с церковных куполов. Тут впору задаться вопросом: а не эволюционировала ли эта птица до разумного существа?
За всю историю на Земле сменились миллионы видов животных. Средняя продолжительность существования одного вида - около миллиона лет. Хотя некоторые живут до 60-70 миллионов лет, как латимерия - древняя кистеперая рыба. Конечно, было бы интересно понять механизмы появления и исчезновения видов (не будем говорить об искусственном уничтожении). Сергей Ивницкий считает, что здесь уместна такая аналогия. Чтобы узнать, как ездят автомобили, как они поворачивают и останавливаются, нужно поднять крышку капота и заглянуть под нее. Там и находится самое интересное. И что же удалось обнаружить "под капотом" эволюции? Естественный отбор как двигатель всего процесса. Мутации генов в роли стартера. Была установлена и направленность движения - изменений признаков.
"Естественному отбору все равно, каким образом одна разновидность получит преимущество над другой, - говорит Сергей Ивницкий. - На каждом этапе отбор слепо действует в пользу тех, кто оставляет больше половозрелого потомства. Но в результате течение эволюции почему-то становится упорядоченным, она развивается по определенным направлениям, подобно потоку воды в русле канала. По сию пору наиболее интригующим вопросом остается такой: как случайное изменение может привести к выстраиванию строгой конструкции? Без ответа на этот вопрос невозможно объяснить и происхождение жизни на Земле. Ведь как только образовалась сложная молекула, она должна тут же начать разрушаться. Об этом говорит второй закон термодинамики - о постоянном возрастании энтропии, то есть хаоса. А в случае с эволюцией все наоборот: движение происходит от простого к сложному, от хаоса к порядку".
Ученые возлагают надежды на теорию динамики неравновесных систем. Это направление физики развивается последние 20-25 лет, его называют новым взглядом в науке и в биологии в частности. А некоторые сравнивают с теорией относительности. Эта теория пытается объяснить, как в сложной системе, пропускающей через себя много энергии, появляются новые необычные свойства. Для объяснения загадок эволюции - то, что надо.
Странности в природе
Бывший директор программы ООН по окружающей среде Клаус Топфер утверждает, что число исчезающих биологических видов неуклонно растет с 2000 года. Трудно сказать, насколько соответствует действительности расхожий штамп о трех видах животных в час, ведь точную статистику в этой области вести невозможно. Есть данные с более щадящими цифрами: исчезают не три вида животных в час, а лишь один в день. Но Клаус Топфер уверяет, что с конца ХVI века до 70-х годов прошлого столетия наша планета лишилась 109 видов птиц, 64 видов млекопитающих, 20 видов пресмыкающихся и трех видов земноводных. Почему же так мало? Ведь нетрудно подсчитать, что за четыре столетия должно было исчезнуть более 140 тысяч видов?!
"Потому что, когда говорят о сокращении биоразнообразия, прежде всего имеют в виду простейших или насекомых, - поясняет координатор программы по сохранению биоразнообразия Всемирного фонда дикой природы Владимир Кревер. - Они составляют 95 процентов всей биомассы Земли, но мы их просто не замечаем". Кстати, ученые до сих пор спорят, сколько на Земле насекомых - то ли 1,5 миллиона видов, то ли 2,5 миллиона. Это огромный и закрытый от нас мир, в нем идут свои процессы. По мнению Кревера, говорить, что они исчезают, - неправомерно, даже спекулятивно. Происходит видоизменение, переход к промежуточным формам. Появление гибридов возможно не только у насекомых, но и у рыб, земноводных или, скажем, крыс. Что же до исчезающих позвоночных, то этот процесс идет со скоростью 1-2 вида в несколько десятилетий, не больше.
В беседе с нашим корреспондентом кандидат биологических наук Зоя Соколова отметила, что зачастую природа сама вносит путаницу в вопрос о количестве видов: "Для ученых важно установить систематическое положение, найти место того или иного вида в классификации фауны. Например, есть такая рыбка - голомянка, обитает только в озере Байкал. Самцов у них очень мало, они мелкие и нежизнеспособные. Самец прирастает к жабрам самки и, по сути, становится ее придаточным органом. Спрашивается, это уже новый вид или все та же голомянка? И таких странностей в природе хоть отбавляй".
Оказывается, в биологии нет точных данных о количестве видов. Считается, что это всего лишь бухгалтерия, не слишком интересная и не очень-то научная. Каждый специалист скрупулезно изучает свою группу. Если один, скажем, занимается жуками - да и то не всеми (их более 300 тысяч видов), а лишь каким-то семейством, - то он, возможно, будет плохо знать дрозофил. А какой-нибудь энтузиаст, задавшийся целью систематизировать информацию, столкнется с тем, что в одной монографии будет указано 1035 видов в данной группе животных, а в другой - 988. А все потому, что автор второго научного труда некоторые виды за виды и не считал!
"Я помню, как один наш преподаватель, когда речь заходила о биоразнообразии, говорил: в этой аудитории стоит несколько цветочных горшков, дайте мне время, и я найду в них один-два новых вида почвенных клещей, - рассказывает старший научный сотрудник кафедры биологической эволюции биофака МГУ Сергей Ивницкий. - Это характеризует уровень изученности биоразнообразия в непосредственной близости от нас. Поскольку инвентаризация фауны далека от завершения (а пересмотр видов - процесс постоянный), то подводить итог не имеет смысла. Если такую базу и создадут, она будет очень динамичная".
Существует Международный кодекс зоологической номенклатуры. Он утверждает нормативы, по которым описывается новый вид. Если вы считаете, что обнаружили доселе неизвестное животное, вам надо опубликоваться в специализированном журнале, а затем убеждать рецензентов, что этот вид ранее описан не был. И не факт, что эксперты согласятся с вами. Различия могут быть ничтожными и незаметными глазу. Когда-то считалось, что обыкновенный малярийный комар представлен всего одним видом. А потом выяснилось, что это целая группа. Отличия - в яйцевой стадии развития насекомых. С тех пор это вошло в учебники.
Ну а когда к биологам подключились генетики, выяснилось, что и хромосомный набор у, казалось бы, одинаковых животных может быть абсолютно разным. Например, серых полевок, или лесных мышей, насчитывается не один десяток видов, но различить многие из них по наружным признакам практически невозможно. А вот разница в числе и строении хромосом у них может быть весьма существенной, что прекрасно видно под микроскопом. И при этом близкие виды не скрещиваются друг с другом - они способны различать "своих" и "чужих" по запаху и некоторым другим особенностям. Сергей Ивницкий сравнивает открытие новых видов внутри уже существующих с матрешкой: сняли крышку - там еще одна, под ней - третья, и т. д.
И в кислоте - жизнь
Несмотря на отсутствие единой базы, тут и там мелькает цифра официально зарегистрированных животных и растений - около 1,8 миллиона видов. И этот список регулярно пополняется - как правило, за счет насекомых, которые, как было сказано, составляют подавляющую часть биомассы. Но оказывается, по поверхности планеты бродят и неизвестные науке "зверушки" покрупнее. Сообщения на эту тему стали появляться лишь в последние годы. Так, недавно международная группа ученых опубликовала отчет об исследованиях глубоководной части антарктических морей, проведенных с 2002 по 2005 год. В этом уголке Мирового океана обнаружено более 700 ранее неизвестных видов беспозвоночных. Другая экспедиция в лесах Суринама открыла 24 вида, в том числе шесть рыб и одну лягушку.
В 2006 году случилась настоящая сенсация: новая разновидность млекопитающих найдена не где-нибудь в дебрях Африки, а на территории Европы. Существо назвали кипрской мышью (mus cypriacus) - именно на Кипре его и обнаружили, причем исследование показало, что этот вид обитает на острове около 9-10 тысяч лет! От других видов мышей их кипрская "родственница" отличалась более крупными глазами, ушами и головой.
В том же 2006 году были опубликованы результаты исследований, проведенных экспедицией Всемирного фонда дикой природы на острове Калимантан (Борнео). В болотах удалось найти уникальных змей, которые способны менять окраску. В центральной части острова, где сохранились непроходимые леса, обнаружили древесную лягушку красно-коричневого цвета, ранее неизвестную науке. Было открыто около 30 разновидностей рыб, которые оказались самыми маленькими позвоночными в мире. Их длина не превышает одного сантиметра. Кроме того, болотная вода, где они обитают, по уровню кислотности в 100 раз превосходит обычную дождевую. То есть если раньше считалось, что подобные воды просто непригодны для жизни, то теперь выяснилось: именно кислая среда обеспечивает комфортные условия множеству видов животных и растений, нигде больше в природе не встречающихся.
Вообще на острове Борнео за последние 15 лет было открыто и классифицировано почти 400 новых видов животных. Это настоящий "затерянный мир" - там сохранились вымирающие в других регионах мира носороги, слоны, дымчатые леопарды и гиббоны. Сравниться с Борнео может разве что Новая Гвинея. Года два назад на этом острове нашли 20 новых видов лягушек, четыре вида бабочек, а в 2007-м обнаружили новый вид опоссума, который оказался одним из самых маленьких сумчатых в мире, а также гигантскую крысу.
"Под капотом" эволюции
В числе прочего человек не замечает, как в природе продолжает идти эволюция. При критике дарвинизма порой задают дилетантский вопрос: почему сейчас обезьяна не превращается в человека? Дескать, не значит ли это, что homo sapiens не мог произойти от приматов и вообще не имеет с ними никаких "родственных" связей? Или что эволюция завершена? "Нет, не значит. Дело в том, что обезьяны давно отошли от одной общей ветви с человеком. Мы пошли по одному пути развития, они - по другому, - отвечает Сергей Ивницкий. - Ключевым моментом явилось то, что предки человека сошли с дерева на землю, а предки обезьян остались. Это ведь разные среды обитания. Ну, слезет современная обезьяна с дерева, и куда она пойдет? Выйдет на шоссе? Будет осваивать нефтяные скважины?"
Тем не менее эволюция, по словам Сергея Ивницкого, продолжается "прямо за окнами". Немногие знают, что столь хорошо знакомые нам подвальные комары расплодились во многих городах мира лишь в 20-30-е годы прошлого века. Раньше эти кровососы обитали в природе в грязных водоемах, а затем вдруг начали заселять города мира прямо-таки лавинообразными темпами. Причем их популяции "научились" долго существовать без кровососания, в ожидании подходящего случая напиться крови. Как это произошло - непонятно. Но эволюционный скачок налицо.
Другой пример - ворона. В дикой, нетронутой природе это теперь редкая птица, она не способна ни шишку расклевать, ни поймать насекомое. Зато ворона приспособилась жить в городе, где много отбросов, и благодаря высокой рассудочной деятельности просто вытворяет чудеса. Сухари вороны бросают отмачиваться в лужи, а орехи подкладывают под колеса автомобилей и даже на трамвайные рельсы. А насытившись, любят озорничать, пугая прохожих или катаясь с церковных куполов. Тут впору задаться вопросом: а не эволюционировала ли эта птица до разумного существа?
За всю историю на Земле сменились миллионы видов животных. Средняя продолжительность существования одного вида - около миллиона лет. Хотя некоторые живут до 60-70 миллионов лет, как латимерия - древняя кистеперая рыба. Конечно, было бы интересно понять механизмы появления и исчезновения видов (не будем говорить об искусственном уничтожении). Сергей Ивницкий считает, что здесь уместна такая аналогия. Чтобы узнать, как ездят автомобили, как они поворачивают и останавливаются, нужно поднять крышку капота и заглянуть под нее. Там и находится самое интересное. И что же удалось обнаружить "под капотом" эволюции? Естественный отбор как двигатель всего процесса. Мутации генов в роли стартера. Была установлена и направленность движения - изменений признаков.
"Естественному отбору все равно, каким образом одна разновидность получит преимущество над другой, - говорит Сергей Ивницкий. - На каждом этапе отбор слепо действует в пользу тех, кто оставляет больше половозрелого потомства. Но в результате течение эволюции почему-то становится упорядоченным, она развивается по определенным направлениям, подобно потоку воды в русле канала. По сию пору наиболее интригующим вопросом остается такой: как случайное изменение может привести к выстраиванию строгой конструкции? Без ответа на этот вопрос невозможно объяснить и происхождение жизни на Земле. Ведь как только образовалась сложная молекула, она должна тут же начать разрушаться. Об этом говорит второй закон термодинамики - о постоянном возрастании энтропии, то есть хаоса. А в случае с эволюцией все наоборот: движение происходит от простого к сложному, от хаоса к порядку".
Ученые возлагают надежды на теорию динамики неравновесных систем. Это направление физики развивается последние 20-25 лет, его называют новым взглядом в науке и в биологии в частности. А некоторые сравнивают с теорией относительности. Эта теория пытается объяснить, как в сложной системе, пропускающей через себя много энергии, появляются новые необычные свойства. Для объяснения загадок эволюции - то, что надо.
Обсуждения Новые виды флоры и фауны