Адаптивный характер эволюционного процесса. Механизмы возникновения адаптации, классификация, относительный характер. Биологическая целесообразность
- Адаптивный характер эволюционного процесса
Наряду с общей приспособленностью, зависящей от генотипа в целом и измеряемой выживаемостью и успехом в размножении, в процессе эволюции возникают приспособления, или адаптации, для решения организмом экологических задач, предъявляемых средой обитания.
Адаптации возникают в ответ на конкретную экологическую задачу. В силу этого они всегда относительны. Относительность адаптации заключается в ограниченности их приспособительного значения определенными условиями обитания. Так, приспособительная ценность пигментированности бабочек березовых пядениц по сравнению со светлыми формами очевидна лишь на закопченных стволах деревьев. Приведенный пример показывает также, что о степени адаптивности признака можно судить лишь сравнив два его разных состояния.
Приспособление образуется только при наличии в генофонде вида наследственной информации, позволяющей изменить структуру и функции в требуемом направлении.
- Элементарное адаптивное явление и пути его перехода в адаптации
нормы реакции отдельного генотипа и генетической структуры вида в целом.
Общая структура адаптациогенеза слагается из трех фаз: инадаптивной, преадаптивной, постадаптивной. В каждом конкретном случае эти фазы могут меняться местами.
Инадаптивная фаза. При изменении среды выживает всего только часть популяции, остальная элиминируется. Факты, свидетельствующие о неизбежности прохождения инадаптивной фазы в эволюции популяций, рассматривались выше на примерах выработки устойчивости микроорганизмов к антибиотикам и насекомых к ядам. Эволюция крупных таксонов сопровождается элиминацией еще большего числа особей. Например, эволюция семейства лошадиных шла через массовое вымирание популяций.
Преадаптивная фаза. Организмы, которые выживают при изменении условий среды, обладали необходимыми для этого предпосылками в их организации. Готовность к созданию новых адаптации особенно необходима в случае быстрых и резких изменений условий среды, так как приспособление на основе постепенного отбора мелких полезных мутаций здесь исключено.
Возникновение преадаптивной фазы определяется генетическими факторами (мутационной и коррелятивной изменчивостью) либо отбором, но в совершенно другом направлении по отношению к будущему использованию признака (пример с раковиной моллюска). Но в любом случае переход преадаптивной фазы в обычную адаптацию определяется сменой направления отбора.
Постадаптивная фаза. Постадаптивная фаза представляет собой постепенное усовершенствование уже имеющейся адаптации к частным условиям среды. Превосходный пример такой адаптивной специализации целого комплекса признаков показывает лесной дятел. Вся организация дятла подчинена добыванию пищи при долблении стволов деревьев: прямой клюв прочно связан с черепом, имеются длинный язык для ловли насекомых, развитые цепкие ноги и хвост для опоры на стволе.
Есть несколько классификаций адаптации. По механизму действия выделяют приспособления пассивной защиты (высокая плодовитость;
покровительственная, отпугивающая окраска), активной защиты, перемещения и добывания пищи (совершенствование аппарата движения, нервной системы, органов чувств; развитие средств нападения у хищных), к общественному образу жизни (разделение «труда» у пчел), к сожительству с другими организмами (симбиоз, паразитизм).
В зависимости от характера изменения различают адаптации с усложнением или упрощением морфофизиологической организации. Последнее типично для паразитов. По масштабу приспособления делят на специализированные и общие. С помощью специализированных адаптации организм решает конкретные задачи в узкоограниченных условиях жизни вида. К примеру, особенности строения языка муравьеда таковы, что обеспечивают питание муравьями. Общие адаптации позволяют решать многие задачи в широком спектре условий среды. К ним относят внутренний скелет позвоночных и наружный членистоногих, гемоглобин как переносчик кислорода и др.
Биологическая целесообразность строения и функций организмов складывается в процессе развития жизни. Она представляет собой историческую категорию. Об этом свидетельствует смена типов организации, занимающих господствующее положение в органическом мире планеты. Так, господство амфибий на протяжении почти 75 млн. лет сменилось господством рептилий, затянувшимся на 150 млн. лет. В периоды господства любой группы обычно случается несколько волн вымирания. Они изменяют относительный видовой состав соответствующего крупного таксона, например класса.
Проявление адаптации и биологической целесообразности в целом объясняется действием в природе естественного отбора. Из множества случайных мутаций он сохраняет и накапливает наследственные изменения, имеющие приспособительную ценность. Это объяснение позволяет понять, почему биологическая целесообразность, если ее рассматривать в пространстве и времени, является относительным свойством живых существ. Становится также ясным, почему в конкретных условиях обитания отдельные приспособления достигают лишь той степени развития, которая достаточна для выживания в сравнении с приспособлениями конкурентов.