Нескучная биология - Алексей Целлариус

Рептилии развили на коже мощные роговые чешуи. Кожные железы, как главный канал потери воды, при этом сохраниться, понятно, не могли. Кожа стала сухой и влагонепроницаемой. А вот синапсиды увлекаться роговой броней не стали. Они удовлетворились тонким роговым покровом и сохранили часть желез. Наши потовые и сальные железы – потомки лягушачьих кожных желез и наша кожа, с точки зрения продвинутых рептилий, очень примитивна. Кстати, и почки у нас работают по лягушачьему принципу. Рептилии, экономя воду, выводят продукты обмена в виде кашицы из кристаллов. Так же поступают и птицы. А мы, подобно лягушкам, выводим их в растворе – в моче. Так что синапсиды были «плохими» рептилиями. Но именно кожные железы и позволили наладить производство молока. Молочные железы, это обычные кожные железы, потомки потовых желез. Птицы, как бы они не старались, последовать по этому пути не могут. У эволюции нет обратного хода, что пропало, то пропало, исчезнувший орган не может появиться вновь.

Возможности любой конструкции не беспредельны. Как бы не изощрялась эволюция, подстегивая организм то с одной стороны, то с другой, но, рано или поздно, этот организм дойдет до такого состояния, когда дальнейшее физическое совершенствование станет невозможным. Потенциал, заложенный в основу системы, окажется исчерпанным. Животным, чтобы достичь предела совершенства, понадобилось, в сущности, немного времени – всего каких-то полмиллиарда лет энергичной эволюции и готово, приехали. Невозможно создать более совершенное беспозвоночное животное, чем хорошее насекомое. Невозможно всерьез усовершенствовать конструкцию такого позвоночного, как продвинутое млекопитающее или птица. Так что же, тупик?

Сложное строение и тонкая координация действий разных органов требуют мощного центра управления – продвинутой нервной системы. Возникнув, этот центр позволяет животному совершенствоваться далее, уже не за счет улучшения конструкции – увеличения скорости, силы, неутомимости или точности, – а за счет «правильности» действий. Животное начинает увеличивать успех своего размножения, питания и спасения за счет умения правильно оценить обстановку и предвидеть развитие событий. В результате возникает стимул к развитию мозга. Мозг становится сложнее, чем того требует управление мышцами, кишечником и печенью, эволюция нервной системы начинает опережать эволюцию остальных систем.

Дальше всех по этому пути продвинулись млекопитающие. Разница между мозгом мелового арктоциона и мозгом нынешних волков, лошадей или павианов гораздо больше, чем между мозгами археоптерикса и современной вороны. Поведение млекопитающих сложнее и тоньше, чем других позвоночных, и недаром млекопитающие стали господствующей группой наземных животных. Но самых невероятных успехов добился один отряд класса млекопитающих. Этот отряд – приматы.

Вообще, следует отметить, что с точки зрения анатомии и физиологии анормально развитый мозг приматов – уникум. Дело в том, что даже если у вас есть прямой резон развивать какую-либо систему органов, не факт, что это развитие окажется возможным. Естественный отбор может расценить крупный мозг и, соответственно, крупную голову, или, скажем, связанные с этим изменения тазового пояса самок, просто как уродство, мешающее убегать от врагов или гоняться за добычей. Развитие какой-то одной системы, причем развитие гипертрофированное, возможно только при совпадении множества условий и снижении интенсивности отбора. Такое совпадение – редкий случай. Приматам просто невероятно повезло – в какой-то момент их эволюции обстоятельства сложились в неповторимую комбинацию, направившую отбор именно по признаку «мозговитости». А вот сумеем ли мы вполне использовать этот подарок судьбы, или вымрем от неумения управлять своим поведением и своими сиюминутными желаниями – ответ на этот вопрос узнают наши потомки.

Схема строения мозга. 1 – кора больших полушарий; 2 – промежуточный мозг; 3 – таламус; 4 – гипоталамус; 5 – гипофиз; 6 – варолиев мост; 7 – начало спинного мозга; 8 – продолговатый мозг; 9 – мозжечок; 10 – средний мозг; 11 – мозолистое тело.

За три с половиной миллиарда лет эволюция произвела на свет неисчислимое множество разнообразных живых существ, от простейших микроорганизмов до позвоночных и млекопитающих. Однако картина их развития будет неполной, если не сказать несколько слов о системе их взаимоотношений – друг с другом и с окружающей средой.

Взаимоотношения организма со средой его обитания, а также взаимоотношения с другими организмами, изучает наука экология. Этот термин ввел в научный обиход Эрнст Геккель в 1866 г. Экос (или ойкос) по-гречески – дом. Однако ойкос – это не только дом или место жительства. Существует еще одно слово, производное от этого корня, – ойкумена. Для древнего грека ойкумена – это населенный и познанный людьми мир. За пределами ойкумены – земля, населенная чудовищами, титанами, богами, человеку неподвластная. А логос – это не только слово, но и движущая сила, закон. Таким образом, экология это не только наука о доме (о среде обитания), но и закон обитаемого мира.

Изучение состава пищи водяной крысы, способов поиска и запасания корма – это экология. Изучение размножения этой крысы, изменений ее численности, зависимости численности от высоты весеннего паводка – тоже экология. Пути и способы приспособления белого медведя к жизни в Арктике (а значит, и изучение его физиологии, генетической изменчивости и факторов естественного отбора) – это тоже экология. Влияние мелких насекомоядных птиц на численность гусениц, влияющих на густоту листвы, влияющей на освещенность под пологом леса, влияющей на состав травяной растительности, влияющей на численность грызунов, от которых зависит бла-гополучие диких котов, разоряющих птичьи гнезда, – и это экология. Влияние дождевых червей на химизм почвы и ее способность к поглощению влаги или влияние зеленых растений на состав атмосферы – экология. Поэтапное преобразование горных пород, газов атмосферы и солнечной энергии в массу органического вещества – опять экология.

Сфера интересов экологии

Как сказал Эйман Макфедьен, «эколог самовольно бродит по владениям ботаника и зоолога, систематика, физиолога, зоопсихолога, метеоролога, геолога, физика, химика, и даже социолога; он браконьерствует во всех названных и во многих других почтенных дисциплинах».

В самом широком смысле – это комплекс организмов, обитающих на определенной территории и связанных совместным преобразованием вещества и энергии, причем в этот комплекс как неотъемлемый компонент входит и сама эта физическая (или, как говорят экологи, абиотическая) среда. Таким образом, экосистема имеет в себе и «живой» и «неживой» компоненты.