Анастасия Шавырина Вар 2

История о том, как студент 3-го курса Иванов повстречался с Чарлзом Дарвином.

Иванов, еще будучи школьником, полюбил биологию, но особый интерес он проявлял именно к процессам эволюции. Ему очень нравилось слушать, читать о том, как развивалась жизнь на Земле в течение многих-многих лет. И когда пришла пора определиться, чем заниматься в будущем, Иванов твердо решил, что обязательно поступит в университет и станет биологом.

И вот подошли к концу школьные годы. Иванов сдал все экзамены и подал заявление в Новосибирский государственный университет, о котором так много слышал от своих друзей, что учились в этом ВУЗе, и учителей, на биологическое отделение факультета естественных наук. И в один прекрасный день ему позвонили и сообщили, что он принят.

Иванов с интересом изучал все предметы первых двух курсов, терпеливо ожидая знакомства с эволюционной биологией, которую преподавали на третьем курсе. Наконец, настал день, когда он посетил первую лекцию по эволюционной биологии, на которой профессор Бородин М.П. рассказывал о Чарлзе Дарвине и его трудах. Профессор очень интересно рассказывал о жизни этого замечательного ученого, о путешествии на Бигле и о «Происхождении видов путем естественного отбора, или Сохранении благоприятных рас в борьбе за жизнь», Иванов непременно решил, что должен прочесть данный научный труд.

Вечером выходного дня Иванов сел изучать «Происхождение видов» Дарвина и так погрузился в чтение, что не заметил, как его комната приобрела совершенно другой вид. Повсюду стояла старинная мебель, потрескивал камин, вместо лампы комнату освещали свечи. Вдруг Иванов услышал за спиной чье-то бормотание, отчего ему стало немного неуютно, ведь он был в комнате один. Осторожно оглянувшись, Иванов заметил человека, одетого так, как было модно в ΧΙΧ веке, что-то пишущего пером. Студент стоял как вкопанный посреди комнаты, широко раскрыв глаза, не понимая, как он сюда попал и что ему делать. Будто почувствовав взгляд Иванова, незнакомец поднял голову, вздрогнув то ли от страха, то ли от удивления. Оба только и могли, что смотреть недоуменно друг другу в глаза, потеряв дар речи. Наконец, первым заговорил незнакомец: «Могу ли я поинтересоваться, кто Вы, юноша, и как здесь оказались? И почему Вы так странно одеты?» Иванов лишь пожал плечами и тихо произнес: «Понятия не имею… Читал научный труд Чарлза Дарвина о происхождении видов.. А потом.. Вы и эта комната..»

– Как Вы сказали? – ошарашенно спросил незнакомец. – Труд Чарлза Дарвина? О происхождении видов?! Но ведь я и есть Чарлз Дарвин, только сейчас работаю над третьей главой данного труда. А Вы утверждаете, что держали в руках законченную работу?!

– Да, - робко ответил Иванов.

– Не понимаю… Как такое возможно? Ничего не понимаю…

Иванов не нашелся, что ответить. В комнате снова воцарилось молчание.

– Так Вы так и не объяснили, кто Вы, – снова первым подал голос Дарвин.

– Ах, да, прошу меня извинить, - торопливо ответил Иванов, - я студент третьего курса, изучаю биологию. Интересуюсь эволюционным учением. А каким образом я попал в прошлое.. Тоже ничего не понимаю..

– Что ж, очень интересно, хоть и вся эта ситуация полна абсурда, – посмотрел на студента Дарвин. – Откуда и из какого времени Вы прибыли, позвольте спросить?

– Из России. Уточню, что в ΧΙΧ веке государство называлось Российской Империей, возможно, Вы слышали о ней что-нибудь.. А время.. Живу я в ΧΧΙ веке.

Дарвин нахмурился, мысли путались в голове, казалось, что он сходит с ума. И вдруг его осенило, глаза заблестели.

– Но раз Вы знакомы с моим трудом, очень интересно обсудить с Вами третью главу, я ее как раз закончил! Наверняка, Вам есть что сказать, мнение человека из будущего не должно оставаться без внимания! Я уверен, что ученые Вашего времени знают гораздо больше! О, Боги, я сплю.. Но надо признать, сон чудесен! – Дарвин суетился, отыскал еще один стул, поставил его напротив своего и жестом предложил Иванову присесть.

Иванову тоже эта идея показалась занимательной. Он сел за стол с мыслью: «Почему бы и не воспользоваться случаем».

– Я Вас внимательно слушаю, – подмигнул Дарвин.

– Что ж, - задумчиво начал Иванов. – В начале главы Вы даете определение борьбе за существование на примере растений, борющихся за территорию со своими собратьями (принадлежащими к тому же виду), растениями других видов, а также с условиями окружающей среды. Для более точного понимания приводите конкретный пример с омелой. В современном мире описанное Вами рассматривается как три типа борьбы за существование: внутривидовая, межвидовая и борьба с неблагоприятными условиями окружающей среды. Более того, тщательно изучив поведение взаимодействующих между собой разных видов, ученые выделили несколько форм взаимоотношений между организмами: нейтральные взаимоотношения, амменсализм, комменсализм, конкуренцию, хищничество, паразитизм, симбиоз, протокооперацию и мутуализм. В третьей главе Вашего труда есть примеры многих этих форм взаимоотношений, поэтому Вы меня поймете.

Есть взаимоотношения, когда два разных вида не оказывают никакого влияния друг на друга. Такие взаимоотношения называются нейтральными. Примером может послужить связь между белками и ежами. Они просто живут в одном лесу, не оказывая никакого воздействия друг на друга.

Если продолжить разговор об отношениях между видами, содержащих «нейтральный компонент», можно назвать еще полезно-нейтральные и вредно-нейтральные взаимоотношения. Последние известны под термином «амменсализм». В данном случае представитель одного вида оказывает влияние на жизнедеятельность представителя другого вида, подавляя ее, но при этом не испытывая никакого воздействия со стороны подавляемого. Обратимся к тому же лесу, в котором мы поселили ежей и белок. Пусть здесь растут ели. Так вот, заглянув под ель, мы не обнаружим травы, а если и обнаружим, то растительность будет очень скудной. Почему? Потому что ель имеет плотную крону, которая препятствует проникновению солнечных лучей, необходимых для развития травянистых растений, т.е. оказывает вредное воздействие, не испытывая никакого влияния со стороны травы.

Полезно-нейтральные отношения в терминологии определяют как комменсализм. В данном случае один вид извлекает из взаимоотношений с другим видом для себя выгоду, при этом не оказывая отрицательного воздействия на него. Существует даже три разновидности комменсализма: квартиранство, нахлебничество и сотрапезничество. К квартиранству отнесем взаимоотношения дерева и лишайника. Лишайник использует дерево в качестве субстрата, дерево же ничего не получает взамен и не испытывает дискомфорта от поселения на нем лишайника. В пример сотрапезничества приведу отношения между лысухой и рыбой. Лысуха – водоплавающая птица, питается водорослями. Ныряя за пищей, она взмучивает ил, в котором живут мелкие беспозвоночные, входящие в рацион рыб. И наконец, к нахлебничеству можно отнести связь писца с белым медведем. Медведь ловит добычу, питается и уходит, оставляя после себя остатки трапезы, которые подбирает писец.

Далее поговорим о вредных отношениях. Есть взаимовредные отношения, которые называются конкуренцией. Конкуренция бывает внутривидовой и межвидовой. Как раз об этом Вы писали в третьей главе, приводя пример борьбы за территорию между растениями одного и разных видов. Есть полезно-вредные отношения, к которым относится хищничество: представители одного вида питаются представителями другого вида. Думаю, примеры приводить нет смысла, Вы все знаете. Кстати, паразитизм тоже относится к полезно-вредным отношениям. Вспомнился мне Ваш пример про парагвайских мух, откладывающих яйца в пупки новорожденных животных.

И, наконец, обсудим полезные отношения. Сюда мы отнесем симбиоз – взаимополезные отношения. Два вида тесно сожительствуют, приносят друг другу пользу, причем эти виды неразделимы. Например, лишайники. Они представляют собой результат неразделимой, симбиотической, связи грибов и водорослей. К полезным отношениям относится также протокооперация. Это когда два вида сосуществуют, извлекая из взаимоотношений выгоду для них обоих, но при этом совместное существование не обязательно. Например, цветковые растения и насекомые, их опыляющие. Насекомоопыляемые растения не могут размножаться без участия насекомых-опылителей, которые, в свою очередь, питаются нектаром и пыльцой этих растений. Между ними развиваются взаимовыгодные не видоспецифичные отношения, т.е. растениям не важен вид насекомого-опылителя, которому не важен вид цветкового насекомоопыляемого растения.

И в завершение расскажу о мутуализме. Это тоже взаимополезные отношения, которые отличаются от протокооперации тем, что виды не могут существовать друг без друга. Мутуализм – видоспецифичные отношения, здесь важен вид как растения, так и насекомого-опылителя. Обусловлено это тем, что происходит формирование взаимных приспособлений цветка и ротового аппарата насекомого. Например, клевер и шмель. Только шмели имеют длинный хоботок, подходящий для опыления цветков клевера, недоступных другим насекомым-опылителям.

Все формы взаимоотношений, я думаю, важны, поскольку так или иначе все отношения приводят к борьбе за существование: какие-то напрямую (как например, конкуренция, хищничество, паразитизм), какие-то косвенно (например, взаимовыгодные отношения; ведь отсутствие партнера повлияет на жизнь организма, создаст неблагоприятные условия его существования).

Еще, говоря о внутривидовых взаимоотношениях, хотелось бы отметить, что некоторым видам в условиях недостатка ресурсов, при неблагоприятных для организма условиях, свойственен альтруизм. Это когда одно животное жертвует своим собственным благосостоянием в пользу другого животного: делится пищей, защищает слабого, воспитывает сирот. Например, летучие мыши. Если одна мышь не нашла пищу самостоятельно, она может «попросить» другую мышь поделиться кровью. Если животное делится, то с ним тоже поделятся в следующий раз в случае неудачи. У некоторых видов млекопитающих (гиен, моржей и др.), а также пингвинов, принято заботиться о детенышах-сиротах.

Что же касается борьбы с условиями жизни, то тут, думаю, необходимо отметить, что в определенных условиях выживает наиболее приспособленный организм, но мы не должны забывать о том, что эти приспособления важны только «здесь и сейчас». При смене условий они могут оказаться бесполезными или даже вредными для организма.

Живым существам приходится адаптироваться не только к климатическим условиям, недостатку ресурсов, но зачастую подвергаться процессу коэволюции – совместной эволюции видов, взаимодействующих в экосистеме. Первым концепцию коэволюции ввёл Н. В. Тимофеев-Ресовский в 1968 году. Согласно данной концепции изменения в одном организме могут приводить к изменениям в другом; эти изменения, в свою очередь, вызывают изменения в первом организме и так далее. Например, растения, защищаясь от повреждений насекомыми-фитофагами, начинают усиливать фотосинтез, ускорять развитие и стремиться к разрастанию листовой поверхности, формировать жесткий защитный покров, покрывать листья воском. Насекомые развивают изменения в своем ротовом аппарате, чтобы преодолеть защитный покров, усиливают свой метаболизм. Тогда растения начинают вырабатывать ядовитые вещества: пасленовые вырабатывают соланин, табак – никотин, ромашка – пиретрин; или даже гормоны, нарушающие развитие фитофагов (пихта вырабатывает ювенильный гормон). Естественно, поначалу на насекомых действует данная защитная реакция растений. Но со временем у представителей беспозвоночных формируется устойчивость к ядовитым веществам, и они снова вредят растениям. Получается своеобразная «гонка вооружений». Но «гонка вооружений», пожалуй, является лишь частным случаем коэволюции, не самой главной ее сутью. Пример с насекомоопыляемыми цветковыми растениями и насекомыми-опылителями тому доказательство. В процессе взаимного приспособления ротового аппарата насекомого и частей цветка, несущего изменение морфологических свойств этих структур, нет никакой «гонки вооружения».

Далее рассмотрим Ваше объяснение причины борьбы за существование. Вы написали, что борьба вытекает из большой скорости роста численности организмов. Каждый организм имеет тенденцию к производству большего числа потомков, чем число способных выжить. И в силу геометрической прогрессии роста численности популяция может быстро достичь огромных размеров, но должны существовать факторы, сдерживающие рост (определенный возраст или время года). Иначе живым существам не хватило бы места на планете. При этом для рассуждений над всем сказанным Вы используете модель Мальтуса, которая отображает экспоненциальный рост численности организмов без учета факторов ограничения роста. В данном случае нужно рассуждать, используя модель Ферхюльста, которая показывает динамику численности популяции при ограниченных ресурсах (логистический рост). При возрастании численности популяции и неизменной емкости среды (она отражает возможности среды обитания предоставить популяции нужные для ее роста ресурсы) рост численности будет замедляться, а если численность популяции приблизится к значению емкости среды, то рост остановится. Но правила логистического роста выполняются не всегда. Например, у размножающихся половым путем видов при слишком малой численности мала вероятность встреч особей разного пола, и размножение может вообще прекратиться.

С моделью Ферхюльста тесно связана теория r/K-отбора, разработанная американскими учеными МакАртуром и Уилсоном во второй половине ΧΧ века. Согласно этой теории, естественный отбор в процессе эволюции происходит по одному из двух стратегий: r или K. Организмы, придерживающиеся r –стратегии, стремятся к максимально возможной скорости роста численности (микроорганизмы, беспозвоночные). Потомство таких видов с большой долей вероятности не доживает до зрелого возраста. Организмы, придерживающиеся K-стратегии, наоборот, находятся в состоянии равновесия со своими ресурсами и воспроизводят относительно мало, однако стремятся вложить в потомство как можно больше (большинство млекопитающих, птиц). Хотя это современная теория, данные утверждения прослеживаются в Вашей работе.

Стратегии размножения совместно со всеми тремя типами борьбы за существование (внутривидовой, межвидовой и с неблагоприятными условиями среды) как раз и ограничивают рост численности организмов, препятствуют переполнению планеты живыми существами.

Иванов замолчал, думая, что еще он может рассказать, и бросил взгляд на собеседника. Дарвин что-то торопливо писал, тихо приговаривая: «Сколько всего интересного и удивительного! Я должен все записать, я должен…». Студент почувствовал, как его лицо загорелось от страха.

– Нет-нет-нет! Что Вы делаете?! Вы не должны ничего записывать! Иначе это изменит ход истории и приведет к ужасным последствиям! Какой же я глупый!

Сердце Иванова буквально готово было выпрыгнуть из груди. «Что я натворил?!» - выкрикнув, проснулся студент. Все еще переживая, Иванов стал осматривать комнату. Он сидел на своей постели, рядом лежала книга Дарвина, на столе стояла лампа, изливающая яркий свет, в комнате царила привычная обстановка. Убедившись, что ничего не изменилось, что, кроме него, никого здесь нет, Иванов с облегчением вздохнул. Это был всего лишь сон…