Эксперименты по выявлению действия естественного отбора

Начиная с конца XIX в. неоднократно предпринимались попытки экспериментальной проверки наличия естественного отбора в природных условиях. Первые достоверные результаты были получены в конце XIX— начале XX в. при выяснении роли защитной окраски.

В популяциях богомола (Mantis religiosa) встречаются желтые, зеленые и бурые особи. На расчищенной от травы площадке в 120 м² бурого цвета на расстоянии 1 м друг от друга к колышкам были привязаны богомолы бурого, желтого и зеленого цвета (М.М. Беляев). За 12 дней опыта птицами (чеканы-каменки) было уничтожено 60% желтых, 55% зеленых и только 20% бурых богомолов (у бурых окраска тела совпадала с цветом фона). Было замечено, что защитная роль окраски возрастает, если она сопряжена с позой покоя. Более подвижные особи и при наличии защитной окраски выклевывались птицами.

Сходные опыты еще ранее были проведены на других насекомых. Е. Паультон (1898) расположил 600 куколок бабочки крапивницы (Vanessa urticae) на коре, изгороди, стенах и желтых листьях крапивы. В тех случаях, когда окраска куколок совпадала с окраской фона, птицами было уничтожено не более 57% куколок, а при различии в окраске — более 90%.

Одним из самых обстоятельных до сих пор остается экспериментальное исследование процесса отбора на одуванчике (Taraxacum officinale), выполненное В.Н. Сукачевым (1928). Учитывалось не только выживание отдельных особей, но и успех в размножении. Одуванчик, как известно, размножается и путем перекрестного опыления, и путем апомиксиса. С одной и той же лужайки под Санкт-Петербургом были выбраны три генетически и фенотипически различающиеся формы: с мелкорассеченными листьями (тип А), сильно опушенные (тип Б) и с длинными красными черешками (тип В). Растения, выращенные из семян каждого типа, были высажены на расстоянии 18 и 3 см друг от друга. Подсчитывалось число выживших в разных условиях растений, число цветков на одном растении, число семян на соцветии и на растении в целом. Результаты показали, что в условиях редкой посадки наиболее жизнеспособны растения типа В (табл. 1).

Таблица 1 - Результаты экспериментального изучения действия естественного отбора у одуванчика (по В.Н. Сукачеву, 1928)

При этом растения типа Б были более плодовитыми по общему числу семян. Оценка особей проводилась по общей жизнеспособности , а не по отдельно взятому признаку, как это было в опытах с богомолами и куколками бабочек-крапивниц.

Ю.А. Музланов подбирал упавшие крылья от стрекоз (Leucorrhinea quadripunctata), которых схватывали в воздухе белые трясогузки (Motacilla alba). Другую серию крыльев исследователь получил от стрекоз, пойманных сачком в те же часы на той же луговине. Учитывалась длина крыльев и наличие в них мелких качественных вариаций — фенов. Оказалось, что крылья съеденных стрекоз достоверно отличались наличием редких фенов для этого вида, т.е. трясогузки чаще истребляли уклоняющихся особей.

Данные наблюдения за стрекозами хорошо совпадают с результатами сравнения длины крыльев обыкновенных воробьев, погибших и выживших во время одной из сильных бурь в Нью-Йорке. У погибших птиц крылья были или очень короткие, или очень длинные, у выживших — среднего размера.

Анализ погадок ушастой совы (Asio otus) в Предуралье выявил, что этот хищник селективно вылавливает из популяции обыкновенной полевки (Microtus arvalis) особей, отличающихся большей пугливостью, меньшими размерами тела и асимметричным строением черепа (Е.А. Хиревич, 2002).

Эти данные показывают реальность существования отбора как процесса дифференцированного истребления особей внутри популяций. Однако эти эксперименты еще не показали творческой, ведущей роли отбора в образовании новых признаков и свойств.