Эволюция как процесс

В широком плане эволюция охватывает три процесса: макроэволюцию, специализацию и микроэволюцию. Макроэволюция подразумевает совокупность всех процессов, благодаря которым в прошлом существовали различные типы организмов, и им на смену приходили другие организмы. О масштабе макроэволюции можно судить, в частности, по окаменелстям. Специализация означает развитие двух видов и более с различными признаками на месте одного общего предка. Микроэволюция подразумевает небольшие изменения внутри одного вида. Отсюда логично следует вопрос: а что же такое, собственно, вид? На этот вопрос нет простого ответа. Понятно, что словом «вид» обозначают некую отдельную разновидность организмов, но достаточно заглянуть в любую книгу о деревьях, цветах, птицах, насекомых и других организмах, чтобы увидеть поразительное сходство многих видов между собой. Где провести границу? В случае с организмами, имеющими пол, наиболее очевидное (и весьма спорное) определение вида гласит, что это группа организмов, способных давать общее потомство. С представителями другого вида эти организмы скрещиваться и давать потомство не могут. Иногда представители одного и того же вида сильно отличаются друг от друга по внешнему виду, но потомство дают. Замечательный пример — домашние собаки: крупные особи такой породы, как ньюфаундленд, могут скрещиваться с маленькими собаками, например чихуахуа, и давать при этом плодовитое потомство.

Специализация — это критический процесс в ходе эволюции. В ходе этого процесса организмы, ранее составлявшие единый вид, шаг за шагом изменяются до тех пор, пока не появятся две репродуктивно изолированные группы и более. С этой поры каждая из групп эволюционирует отдельно. Именно благодаря специализации развитие видов шло на протяжении многих миллионов лет и достигло того разнообразия, которое мы наблюдаем сегодня. Специализация происходит по-разному. Среди растений часты случайное скрещивание и увеличение количества хромосом. Эволюция пшеницы, например, началась около 10 тыс. лет назад, когда два диплоидных (2п) вида дали начало тетраплоидному виду (4п), известному до сих пор под названием «полба» («двузернянка»). Затем, около 8 тыс. лет назад, гибридизация с еще одним видом дала гексаплоидное растение (6п), от которого и произошла современная пшеница. Другой тип эволюции растений называется интрогрессивной гибридизацией, при которой также скрещиваются два разных вида, но вид-потомок получает от одного родителя почти весь набор хромосом, а от другого — только некоторые хромосомы.

Что касается животных, то основную роль в их специализации играла, скорее всего, географическая изоляция. Многочисленные виды способны распространиться на обширной территории. При этом внутри одного вида наблюдаются некоторые разновидности, характерные для той или иной местности. Часто эти различия настолько существенны, что говорят о подвидах, или расах, одного вида. (Внешне различающиеся подвиды есть у многих видов птиц, поэтому натуралисты-орнитологи должны быть знакомы с разными признаками одной и той же птицы, если они хотят наблюдать за ней в разных местах.) Когда разнообразие внутри популяции достигает такой степени, часть популяции может оказаться в географической изоляции, то есть быть отделенной от других представителей вида ледником, рекой, равнинами, лесами и т. п. Во время изоляции генетические различия продолжают накапливаться, и со временем развивается механизм репродуктивной изоляции, который препятствует представителям двух групп скрещиваться, даже если они потом опять смогут встретиться друг с другом. Такой механизм может действовать в результате несовместимого хромосомного набора, а также из-за разных повадок и периодов размножения.

Первым подобное разделение вида наблюдал Ч. Дарвин, изучавший специализацию вьюрков на Галапагосских островах (близ побережья Эквадора). Среди островных вьюрков произошел буквально взрыв специализации. Популяции мигрировали с острова на остров, где они в течение некоторого времени эволюционировали отдельно от других популяций. Позже они могли расширить ареал распространения, но во время изоляции накапливали достаточно отличительных признаков, чтобы стать отдельным видом.

Рассматривая макроэволюцию в целом, можно выделить три класса событий. Во-первых, постоянно происходит специализация. Во-вторых, отдельный вид может развиваться на протяжении долгого времени и приобретать новые признаки. Это называется филетической эволюцией. Но основной процесс эволюции — вымирание: эволюция — это не история о том, как появлялись и выживали новые виды, а печальное повествование, как вымирали старые. Виды существуют на протяжении определенного времени, от нескольких сотен тысяч до нескольких миллионов лет, а после вымирают, так как не могут приспособиться к изменившимся условиям окружающей среды (при этом к факторам окружающей среды относятся и другие виды, которые также эволюционируют).