Реферат: Объяснение адаптации с точки зрения автоэволюционизма

13. То, что обычно называют адаптацией, это то, что временно создает впечатление интегрированного процесса.

Фотосинтез и бессилие отбора

Один из основных догматов неодарвинизма состоит в том, что при наличии достаточно большого промежутка времени и соответствующей селекции можно получить любую адаптацию.

Фотосинтез – процесс, возникший на заре формирования клетки и игравший важнейшую роль в развитии жизни. Невольно встает вопрос: за столь длительное время, при таком продолжительном отборе на уровне клеток и организмов и таком большом физиологическом значении для других химических путей, какова эффективность этого процесса, созданного отбором? Ответ неодарвинистов очевиден: фотосинтез должен быть очень хорошо адаптирован. Однако, к сожалению, такой ответ основан на незнании физико-химических процессов. Обратимся лучше к биохимическим данным и прислушаемся к Ленинджеру: "Эффективность фотосинтеза в природе гораздо ниже, чем 38%, т.е. ниже величины, характерной для основных молекулярных процессов. Исходя из количества углерода, связываемого кукурузным полем за один вегетационный период, было установлено, что из всей солнечной энергии, падающей на поле, лишь 1–2% запасается в форме новых продуктов фотосинтеза; дикорастущие растения дают гораздо меньше – лишь 0,2%".

Принято считать, что фотосинтез возник на Земле вместе с сине-зелеными водорослями, т.е. ±3200 млн. лет назад.

Адаптация – состояние в основном внутреннее; в нем нет ничего перманентного, полного или оптимального.

Неодарвинизм рассматривает адаптацию как состояние 1) главным образом внешнего происхождения; 2) оптимальное и 3) полное. На самом же деле адаптация, напротив, состояние главным образом внутреннее, поскольку оно диктуется автоэволюцией.

Гораздо важнее, что адаптация никогда не бывает оптимальной и полной. Упомянутая автоэволюция создает состояние, всегда далекое от оптимального и полного. Кроме того, поскольку организмы и среды – системы динамичные, в адаптации нет ничего перманентного. Лишь незнание физико-химических процессов, происходящих в среде и в организме, создает у нас такое примитивное представление об этом состоянии.

Неодарвинистская интерпретация покровительственной окраски и мимикрии сталкивается со многими возражениями.

Многие типы окраски и паттерны считаются "обманчивыми" и "покровительственными". Однако события, происходящие в природе, могут сильно отличаться от наших представлений о них; последние ограничиваются возможностями нашего собственного зрения и предвзятыми идеями.

1. Многие хищные млекопитающие лишены цветового зрения. Эти животные обнаруживают свою добычу главным образом по запаху и по движениям. Таким образом, то, что человеку кажется похожим на лист благодаря зеленой окраске или на насекомое благодаря красным тонам, совершенно иначе воспринимается млекопитающими, которые видят все, что их окружает, в черно-белых тонах, как люди, страдающие цветовой слепотой. Цветовое зрение обнаружено у некоторых рыб, амфибий, рептилий и птиц, но большинство млекопитающих не способно различать цвета; исключение составляют приматы.

2. Разные животные видят разные цвета. Насекомые воспринимают ультрафиолетовую часть спектра. Иначе обстоит дело у человека, рептилий и птиц, которые также обладают цветовым зрением, но воспринимают разные области спектра. Так, например, цветок лапчатки Potentillareptansимеет совершенно разные вид и окраску, если его сфотографировать в ультрафиолетовом или в видимом свете.

Рис. 5. Цветок лапчатки, сфотографированный в видимой области спектра и в ультрафиолетовом свете

Эти две фотографии различаются по виду и по окраске. Шмели воспринимают как видимую, так и ультрафиолетовую части спектра.

3. Подвижность жертвы выдает ее хищнику. Насекомое, похожее на лист растения, на первый взгляд можно принять за лист, но как только оно начинает двигаться, враги легко обнаруживают его.

4. Белая шкура белых медведей считается классическим примером покровительственной окраски, возникшей в результате адаптации под действием естественного отбора. Однако, как указывает ряд авторов, белые медведи – крупные хищники, у которых нет естественных врагов в области их обитания. Белая шкура необязательно должна быть непосредственно связана со средой, т.е. это необязательно модификация, дающая животному "преимущество". Однако она может быть связана со средой косвенным образом в том смысле, что изменение температуры заставляет гены, ответственные за окраску шерсти, продуцировать белый пигмент. Это было экспериментально показано на других млекопитающих – кроликах. Моллюски теплых морей имеют яркую окраску, тогда как у тех, кто обитает в холодных арктических областях, окраска тускло-коричневая или белая. Так, покровительственная окраска, которая может казаться адаптацией и хорошим примером действия отбора, на самом деле не является ни тем, ни другим. Окраска белого медведя может быть не "защитной" адаптацией, а результатом воздействия физического фактора – температуры, которая делает большинство обитателей полярных областей белыми, будь то медведи, другие млекопитающие или беспозвоночные, живущие в море.

Гигантские рога и крупные зубы мало связаны с дифференциальным размножением.

Вымерший олень Megacerosобладал гигантскими рогами размахом до 3,5 м и весил почти 250 кг; он жил в плейстоцене 2 млн. лет назад. Как указывает Холстед, "большие рога затрудняют жизнь в лесу и редколесье и, казалось бы, естественный отбор не должен был благоприятствовать их сохранению". Однако этот вид существовал на протяжении длительного времени.

Аналогичным образом, саблезубые кошки отличались очень крупными клыками. Один из наиболее известных видов, Stnilodon, жил в плейстоцене и был широко распространен. Примерно 11000 лет назад большинство представителей этой группы вымерло. У другой саблезубой кошки, Eusmilus, клыки были так велики, что при нападении на жертву животному приходилось очень сильно открывать пасть, так что угол между нижней и верхней челюстями составлял 90°. И в этом случае никакой отбор не мог подавить возникновение и развитие этих гигантских и очень обременительных структур.

Те, кто пытался объяснить развитие больших рогов отбором, обнаружили, что такая интерпретация не согласуется с имеющимися данными об их роли в драках или при спаривании. Так перед ними возникла, по их собственным словам, некая "дилемма" или "парадокс". Примером служат большие рога самки благородного оленя, которая не вступает в драки с другими самками, пытаясь заполучить самца. Объяснение в этом случае следует искать в молекулярной детерминированности клетки и хромосомы, эволюционные пути которых канализированы их внутренней организацией и которые частично независимы от поведения животного как целого и от его среды.

Серповидноклеточная анемия и неодарвинизм

Сохранение в популяции локально неблагоприятных аллелей обычно объясняют превосходством гетерозигот, которые поддерживают разнообразие, несмотря на "давление отбора, стремящееся элиминировать их".

Обычно в качестве примера такой ситуации приводят серповидноклеточную анемию. Это смертельное заболевание возникает в результате замены одной аминокислоты в цепях молекулы гемоглобина, что ведет к спаданию эритроцитов, приобретающих серповидную форму. Айала задает вопрос: "Если аллель серповидноклеточности столь очевидно неблагоприятен, почему же он сохраняется в популяциях человека в тропической Африке, достигая частоты 30%?" Этому дается явно неодарвинистское объяснение: индивидуумы, гетерозиготные по мутантному аллелю, не подвержены заболеванию малярией, тогда как гомозиготы болеют ею. Айала считает, что гетерозиготы "превосходят" каждую из гомозигот, поскольку они не заболевают ни малярией, ни анемией, а следовательно, имеют больше шансов выжить.

Рис. 6. Рога вымершего оленя Megacerosимели размах более 3 м, а вес его достигал почти 250 кг. Рога его нынеживущих родичей, благородных оленей, имеют сходную форму, но меньшие размеры

Рис. 7. Выступающие наружу клыки саблезубой кошки Smilodonиз олигоцена и моржа

Одно из "узких мест" неодарвинизма – это допущение, что любое устойчивое событие на уровне клетки должно создавать "преимущество" или состояние "превосходства". С точки зрения автоэволюционизма клетка и организм представляют собой мозаики, образовавшиеся в результате частично автономных эволюции. А поэтому хромосомы и другие клеточные органеллы эволюционируют по своим собственным направлениям, не всегда совпадающим с эволюцией организма как целого.