Ирина Лагунина: Сегодня в научной рубрике нашей программы мы завершаем рассказ о новых эволюционных теориях, которые возникли с расцветом естественных наук в ХХ веке. Так изучение экологических кризисов породило одну из самых молодых теорий - экосистемную. Она основывается на том, что в развитии живого мира ключевую роль играют смены экосистем, когда с исчезновением одних видов освобождается место для других. Однако это не всегда так, - замечает доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Палеонтологического института РАН Александр Марков, - в некоторых богатых экосистемах, где царит большое биоразнообразие, одни виды, наоборот, могут создавать ниши другим видам. С Александром Марковым беседует Ольга Орлова.
Ольга Орлова: Давайте поговорим о такой теории, которая тоже была порождена развитием биологии, и не только биологии, но естественных наук второй половины 20 века. Как я поняла, она родилась в недрах экологии, то есть взгляд такой экосистемный на развитие живых организмов на земле, и называется она экосистемная теория. И какое же она имеет отношение к теории эволюции, как можно ее как-то альтернативно противопоставить?
Александр Марков: Это один из тех случаев, когда совсем уж не понимаю, в чем тут альтернативность. С самого начала теория эволюции была неразрывно связана с экологией. Естественно, когда Дарвин писал о естественном отборе, о избирательном выживании, избирательном размножении особей в зависимости от их строения, естественно он имел в виду жизнь этих особей в реальной экологической обстановке. Тогда не было такой науки, если я не ошибаюсь.
Ольга Орлова: И термин «экосистема» вряд ли употреблялся. И так наш живой мир, наша планета не делился - вот эта экосистема, здесь такая экосистема. Но, тем не менее, конечно, Дарвин говорил не о тех животных, которые живут в зоопарках и в питомниках разводятся, в лабораториях, тогда они не так уж разводились. В чем же заключается основное утверждение главное авторов экосистемной теории?
Александр Марков: Чаще всего просто не выделяют как особую теорию, но эволюция всегда рассматривается в неразрывной связи с экологическими факторами, то есть это абиотические факторы неживой природы и, главное, биотические факторы - это взаимоотношение с другими живыми организмами. Этому придавалось значение всегда с самого начала большое. Тут следует упомянуть об идее нашего замечательного теоретика Красилова Валентина Абрамовича, который развил теорию, он ее назвал модель когерентной и не когерентной эволюции. В общем там смысл в том, что как раз придается очень большое значение экологическим взаимодействиям и структуре экосистем. То есть в нормальной, спокойной обстановке экосистемы насыщены, в них мало свободных ниш и это тормозит эволюцию. Новый вид, грубо говоря, может появиться только, если вымрет какой-нибудь старый, все места заняты. И получаются долгие периоды замедленной эволюции. А потом происходит экологический кризис, массовое вымирание, ниши освобождаются и начинается, открывается свобода, открывается много допустимых направлений для эволюционных изменений, уменьшается конкуренция и начинается период не когерентной эволюции после кризиса. В общем-то такая цикличность наблюдается в палеонтологической летописи.
Ольга Орлова: Вообще выглядит вполне убедительно и разумно, трудно против этого что-то возразить. Потому что понятно, что с каждым кризисом в экологической системе действительно высвобождаются какие-то ниши, появляется пространство для жизни в буквальном смысле. Не очень понятно, в чем противоречие синтетической эволюции и даже просто изначально с теорией Дарвина.
Александр Марков: Да ни в чем, абсолютно ни в чем, по-моему. Я вообще не понимаю, почему в «Википедии» эту теорию выделили как отдельную эволюционную теорию, как бы противопоставив ее другим эволюционным теориям. Это просто одна из идей вполне здравых, которые развиваются в рамках общих представлений об эволюции. Я сам занимаюсь развитием этой теории. Она не воспринимается никем как альтернативная, это все нормально рассматривается, публикуется в высокрейтинговых журналах и так далее. Исследуется взаимосвязь структуры сообществ на темпы эволюции, на вероятность появления или вымирания новых видов.
У меня последняя статья, как раз там рассматривалась связь между вероятностью вымирания видов и уровнем разнообразия сообщества, в котором вид живет. И вот на палеонтологических данных оказывается, что виды, живущие в разнообразных сообществах, вымирают реже, с меньшей частотой, чем виды, живущие в бедных сообществах. Вот, например, некая связь. Есть некие данные, которые указывают на то, что в некоторых случаях большое видовое богатство сообщества вопреки идеям когерентной и не когерентной эволюции может не замедлять, а наоборот ускорять диверсификацию. Потому что одни виды могут создавать ниши для других видов. И вот типичный замечательный пример такого видообразования наблюдали люди, буквально ученые могли наблюдать на глазах своих. Это произошло за несколько столетий образование нового вида мухи.
Ольга Орлова: Очевидно, Александр, вы имеете в виду поэтическую историю про мух, яблони и боярышник.
Александр Марков: Вот прекрасный пример, как повышение видового разнообразия в сообществе способствует ускорению видообразования, а не замедлению наоборот. В а Америке Северной жила муха, ее личинки развивались на плодах боярышника. В 17 веке европейские поселенцы привезли в Америку яблони и стали их там выращивать. И два века все было ничего, но в 19 веке американские садоводы вдруг обнаружили на своих яблонях нового вредителя, какие-то белые червяки стали пожирать яблоки. Оказалось, что это личинки той мухи, которая до сих пор развивалась в плодах боярышника. Еще через 200 лет, то есть к современности подошли, в нынешний момент эти мухи яблочные и боярышниковые уже по всем формальным критериям разными видами.
То есть боярышниковая муха, когда появилась новая ниша для нее, новое кормовое растение - яблоко, часть популяции перешла на эти яблоки, приспособились к новой среде обитания, к новому образу жизни, отбор подогнал их признаки к этой новой нише. В частности, у них изменились сроки размножения, сроки выхода из куколки, потому что этих муха время выхода из куколки должно быть хорошо согласовано со временем созревания соответствующего плода, а плоды боярышника и яблони созревают в разное время. И вот эти два вида мух, старый боярышниковый и новый яблоневый, они, соответственно, имеют такое время выхода из куколки, которое подходит к их кормовому объекту. Но и этого мало. У этих мух есть паразиты наездники, которые откладываются яйца в их личинках, и эти наездники тоже стали делиться на два вида, то есть часть наездников стала приспосабливаться к новым яблоневым мухам.
Ольга Орлова: И это удивительно, что образование этого вида можно было наблюдать достаточно быстро.
Александр Марков: Весь процесс занял 400 лет. Кстати, это пример того, как вид может, по-видимому, образоваться без всяких особенных ухищрений. То есть дело в том, что у многих насекомых растительноядных обычай спариваться на том же растении, на котором они жили, будучи личинками, в которое они потом откладывают яйца. Поэтому достаточно одной мухе чисто по ошибке отложить яйца в яблоко, ее личинки запомнят этот запах и уже прилетят спариваться на яблоко, и снова отложат свои личинки в яблоко. И они уже не будут спариваться с боярышниковыми мухами, потому что боярышниковые на боярышнике спариваются, а яблочные на яблоне. То есть автоматически из ничего, из чистой случайности может возникнуть репродуктивная изоляция между популяциями. А дальше только дело времени, чтобы накопились генетические различия и чтобы эти популяции стали уже настоящими разными видами.
Ольга Орлова: Вот она - физиологическая основа патриотизма. Но ведь этот пример с мухами боярышниковыми и яблоневыми - это очень хороший ответ Чемберлену, а именно тем противникам эволюционной теории, которые настаивают на том, что нет никаких переходных форм. А вот пример, когда переходных форм и предъявлять не нужно, переходная форма от одного вида к другому, раскапывать, искать в многомиллионных отложениях земных. Потому что, какая тут переходная форма, был один вид, получился другой, происходит на глазах, мы понимаем процесс, мы понимаем полностью механизм, что произошло.
Александр Марков: Естественно. У креационистов, если вы хотите знать ответ креационистов на такие случаи, когда прямо на наших глазах происъходит видообразование, они говорят: а это никакое не видообразование, это одна и та же муха, идите к черту.
Ольга Орлова: Неужели каждый раз дискуссия упирается в то, что креационисты не верят в образование новых видов.
Александр Марков: Они начинают отрицать видовой статус этих форм.
Ольга Орлова: Потому что тут, видимо, вы не договорились о терминологии с креационистами о том, что понимать под отдельными видом, что мы понимаем под новым видом.
Александр Марков: С ними нельзя договориться, фактически они меняют эти критерии по мере необходимости. То есть как только им доказывают, что есть переход, они говорят: раз есть переход, значит не разные виды. То есть по-ихнему вид – это сотворенная богом неизменная сущность, а поскольку таковых в природе нет, то открывается полная свобода для любых спекуляций. Но об этом лучше не говорить.
Ольга Орлова: Давайте с вами подведем итог такому краткому и, мы надеемся, что понятному обзору, который был произведен. Были названы в течение нескольких передач основные эволюционные теории, так называемые альтернативные, которые, как вы постарались показать, с одной стороны не могут претендовать на роль альтернативных, взаимоисключающих теорией с теорией эволюции синтетической, с одной стороны. Но с другой стороны ни в коем случае не отменяют ее, а дополняют и уточняют каждая какие-то очень важные детали и процессы, показывая сложность эволюционного развития. Пожалуй, среди перечисленных вами теорий, наверное, не было ни одной собственно лженаучной эволюционной теории. Мы ни об одной такой не говорили и это, наверное, очень показательно.
Александр Марков: Да, о лженаучных мы не говорили, чего о них говорить. Конечно, лженаучные - это тоже есть, они появляются в умах разного рода мыслителей по разным причинам постоянно. Я как ведущий сайта «Проблемы эволюции» получаю тексты с описаниями различных бредовых теорий с удивительной регулярностью. Я перестал на них реагировать. Просто о них говорить нечего, мы говорили о таких теориях, которых чего-то пишут в научных журналах, обсуждают.
Ольга Орлова: У которых есть какая-то реальная здоровая научная основа, которую можно обсуждать.
Александр Марков: Да, конечно.
Ольга Орлова: Давайте поговорим о такой теории, которая тоже была порождена развитием биологии, и не только биологии, но естественных наук второй половины 20 века. Как я поняла, она родилась в недрах экологии, то есть взгляд такой экосистемный на развитие живых организмов на земле, и называется она экосистемная теория. И какое же она имеет отношение к теории эволюции, как можно ее как-то альтернативно противопоставить?
Александр Марков: Это один из тех случаев, когда совсем уж не понимаю, в чем тут альтернативность. С самого начала теория эволюции была неразрывно связана с экологией. Естественно, когда Дарвин писал о естественном отборе, о избирательном выживании, избирательном размножении особей в зависимости от их строения, естественно он имел в виду жизнь этих особей в реальной экологической обстановке. Тогда не было такой науки, если я не ошибаюсь.
Ольга Орлова: И термин «экосистема» вряд ли употреблялся. И так наш живой мир, наша планета не делился - вот эта экосистема, здесь такая экосистема. Но, тем не менее, конечно, Дарвин говорил не о тех животных, которые живут в зоопарках и в питомниках разводятся, в лабораториях, тогда они не так уж разводились. В чем же заключается основное утверждение главное авторов экосистемной теории?
Александр Марков: Чаще всего просто не выделяют как особую теорию, но эволюция всегда рассматривается в неразрывной связи с экологическими факторами, то есть это абиотические факторы неживой природы и, главное, биотические факторы - это взаимоотношение с другими живыми организмами. Этому придавалось значение всегда с самого начала большое. Тут следует упомянуть об идее нашего замечательного теоретика Красилова Валентина Абрамовича, который развил теорию, он ее назвал модель когерентной и не когерентной эволюции. В общем там смысл в том, что как раз придается очень большое значение экологическим взаимодействиям и структуре экосистем. То есть в нормальной, спокойной обстановке экосистемы насыщены, в них мало свободных ниш и это тормозит эволюцию. Новый вид, грубо говоря, может появиться только, если вымрет какой-нибудь старый, все места заняты. И получаются долгие периоды замедленной эволюции. А потом происходит экологический кризис, массовое вымирание, ниши освобождаются и начинается, открывается свобода, открывается много допустимых направлений для эволюционных изменений, уменьшается конкуренция и начинается период не когерентной эволюции после кризиса. В общем-то такая цикличность наблюдается в палеонтологической летописи.
Ольга Орлова: Вообще выглядит вполне убедительно и разумно, трудно против этого что-то возразить. Потому что понятно, что с каждым кризисом в экологической системе действительно высвобождаются какие-то ниши, появляется пространство для жизни в буквальном смысле. Не очень понятно, в чем противоречие синтетической эволюции и даже просто изначально с теорией Дарвина.
Александр Марков: Да ни в чем, абсолютно ни в чем, по-моему. Я вообще не понимаю, почему в «Википедии» эту теорию выделили как отдельную эволюционную теорию, как бы противопоставив ее другим эволюционным теориям. Это просто одна из идей вполне здравых, которые развиваются в рамках общих представлений об эволюции. Я сам занимаюсь развитием этой теории. Она не воспринимается никем как альтернативная, это все нормально рассматривается, публикуется в высокрейтинговых журналах и так далее. Исследуется взаимосвязь структуры сообществ на темпы эволюции, на вероятность появления или вымирания новых видов.
У меня последняя статья, как раз там рассматривалась связь между вероятностью вымирания видов и уровнем разнообразия сообщества, в котором вид живет. И вот на палеонтологических данных оказывается, что виды, живущие в разнообразных сообществах, вымирают реже, с меньшей частотой, чем виды, живущие в бедных сообществах. Вот, например, некая связь. Есть некие данные, которые указывают на то, что в некоторых случаях большое видовое богатство сообщества вопреки идеям когерентной и не когерентной эволюции может не замедлять, а наоборот ускорять диверсификацию. Потому что одни виды могут создавать ниши для других видов. И вот типичный замечательный пример такого видообразования наблюдали люди, буквально ученые могли наблюдать на глазах своих. Это произошло за несколько столетий образование нового вида мухи.
Ольга Орлова: Очевидно, Александр, вы имеете в виду поэтическую историю про мух, яблони и боярышник.
Александр Марков: Вот прекрасный пример, как повышение видового разнообразия в сообществе способствует ускорению видообразования, а не замедлению наоборот. В а Америке Северной жила муха, ее личинки развивались на плодах боярышника. В 17 веке европейские поселенцы привезли в Америку яблони и стали их там выращивать. И два века все было ничего, но в 19 веке американские садоводы вдруг обнаружили на своих яблонях нового вредителя, какие-то белые червяки стали пожирать яблоки. Оказалось, что это личинки той мухи, которая до сих пор развивалась в плодах боярышника. Еще через 200 лет, то есть к современности подошли, в нынешний момент эти мухи яблочные и боярышниковые уже по всем формальным критериям разными видами.
То есть боярышниковая муха, когда появилась новая ниша для нее, новое кормовое растение - яблоко, часть популяции перешла на эти яблоки, приспособились к новой среде обитания, к новому образу жизни, отбор подогнал их признаки к этой новой нише. В частности, у них изменились сроки размножения, сроки выхода из куколки, потому что этих муха время выхода из куколки должно быть хорошо согласовано со временем созревания соответствующего плода, а плоды боярышника и яблони созревают в разное время. И вот эти два вида мух, старый боярышниковый и новый яблоневый, они, соответственно, имеют такое время выхода из куколки, которое подходит к их кормовому объекту. Но и этого мало. У этих мух есть паразиты наездники, которые откладываются яйца в их личинках, и эти наездники тоже стали делиться на два вида, то есть часть наездников стала приспосабливаться к новым яблоневым мухам.
Ольга Орлова: И это удивительно, что образование этого вида можно было наблюдать достаточно быстро.
Александр Марков: Весь процесс занял 400 лет. Кстати, это пример того, как вид может, по-видимому, образоваться без всяких особенных ухищрений. То есть дело в том, что у многих насекомых растительноядных обычай спариваться на том же растении, на котором они жили, будучи личинками, в которое они потом откладывают яйца. Поэтому достаточно одной мухе чисто по ошибке отложить яйца в яблоко, ее личинки запомнят этот запах и уже прилетят спариваться на яблоко, и снова отложат свои личинки в яблоко. И они уже не будут спариваться с боярышниковыми мухами, потому что боярышниковые на боярышнике спариваются, а яблочные на яблоне. То есть автоматически из ничего, из чистой случайности может возникнуть репродуктивная изоляция между популяциями. А дальше только дело времени, чтобы накопились генетические различия и чтобы эти популяции стали уже настоящими разными видами.
Ольга Орлова: Вот она - физиологическая основа патриотизма. Но ведь этот пример с мухами боярышниковыми и яблоневыми - это очень хороший ответ Чемберлену, а именно тем противникам эволюционной теории, которые настаивают на том, что нет никаких переходных форм. А вот пример, когда переходных форм и предъявлять не нужно, переходная форма от одного вида к другому, раскапывать, искать в многомиллионных отложениях земных. Потому что, какая тут переходная форма, был один вид, получился другой, происходит на глазах, мы понимаем процесс, мы понимаем полностью механизм, что произошло.
Александр Марков: Естественно. У креационистов, если вы хотите знать ответ креационистов на такие случаи, когда прямо на наших глазах происъходит видообразование, они говорят: а это никакое не видообразование, это одна и та же муха, идите к черту.
Ольга Орлова: Неужели каждый раз дискуссия упирается в то, что креационисты не верят в образование новых видов.
Александр Марков: Они начинают отрицать видовой статус этих форм.
Ольга Орлова: Потому что тут, видимо, вы не договорились о терминологии с креационистами о том, что понимать под отдельными видом, что мы понимаем под новым видом.
Александр Марков: С ними нельзя договориться, фактически они меняют эти критерии по мере необходимости. То есть как только им доказывают, что есть переход, они говорят: раз есть переход, значит не разные виды. То есть по-ихнему вид – это сотворенная богом неизменная сущность, а поскольку таковых в природе нет, то открывается полная свобода для любых спекуляций. Но об этом лучше не говорить.
Ольга Орлова: Давайте с вами подведем итог такому краткому и, мы надеемся, что понятному обзору, который был произведен. Были названы в течение нескольких передач основные эволюционные теории, так называемые альтернативные, которые, как вы постарались показать, с одной стороны не могут претендовать на роль альтернативных, взаимоисключающих теорией с теорией эволюции синтетической, с одной стороны. Но с другой стороны ни в коем случае не отменяют ее, а дополняют и уточняют каждая какие-то очень важные детали и процессы, показывая сложность эволюционного развития. Пожалуй, среди перечисленных вами теорий, наверное, не было ни одной собственно лженаучной эволюционной теории. Мы ни об одной такой не говорили и это, наверное, очень показательно.
Александр Марков: Да, о лженаучных мы не говорили, чего о них говорить. Конечно, лженаучные - это тоже есть, они появляются в умах разного рода мыслителей по разным причинам постоянно. Я как ведущий сайта «Проблемы эволюции» получаю тексты с описаниями различных бредовых теорий с удивительной регулярностью. Я перестал на них реагировать. Просто о них говорить нечего, мы говорили о таких теориях, которых чего-то пишут в научных журналах, обсуждают.
Ольга Орлова: У которых есть какая-то реальная здоровая научная основа, которую можно обсуждать.
Александр Марков: Да, конечно.
