Законы эволюции

В биологии слишком вольно пользуются термином "закон". Некоторые авторы выделяют около двух десятков "законов". Но в биологии истинных законов очень мало. Дарвин считал, что "закон — доказанная последовательность явлений". Закон — это необходимое, существенное, устойчивое, повторяющееся отношение между явлениями в природе. Закон выражает связь между предметами, составными элементами данного предмета, а также свойствами внутри объекта. Закон есть сущность взаимосвязи явлений, выражаемая словесной или символической формулой. Биология еще не достигла такого уровня, когда законы описывались бы математическими уравнениями. Большинство законов в биологии не выведены, а придуманы для описания известных фактов. Поэтому "законы" биологии лучше называть тенденциями или правилами.

Тенденции биологической эволюции

• "Закон постепенного образования всего сущего" (Рулье, 1852).
• "Закон увеличения разнообразия организмов" (Рулье, 1852). В кембрии было 50-100 семейств, сейчас — 900. 2250 семейств вымерло.
• Тенденция увеличения размеров организмов в процессе эволюции. Клетки прокариот в 10—106 раз мельче клеток эукариот. Амеба — 1 клетка, мелкая нематода — 560 клеток (по Шенбергу), коловратка — 103, человек — 1014 клеток.
• Тенденция увеличения разнообразия органических веществ, входящих в состав организмов.

Правило адаптивной радиации (Г. Ф. Осборн, 1902)

Филогенез любой группы сопровождается разделением группы на ряд отдельных филогенетических стволов, которые расходятся в разных адаптивных направлениях от некоего исходного состояния.

Правило прогрессирующей специализации (Ш. Депере, 1876)

Группа, вступившая на путь специализации, как правило, в дальнейшем развитии будет идти по пути все более глубокой специализации.

Специализация (лат. специалис — особенный) — это явление эволюционного процесса, при котором происходит формирование узких морфологических и физиологических приспособлений отдельными видами организмов к относительно постоянным природным условиям. Различают специализацию целого организма (хамелеон, дятел, крот) и специализацию органов (конечности лошади, летучей мыши, ластоногих).

И. И. Шмальгаузен выделил такие виды специализации: телогенез, гипергенез, гипогенез.

Телогенез (греч. телос — конец и генезис — происхождение, возникновение) — это теломорфоз (греч. морфе - вид, форма), направление эволюции в сторону узкой специализации. При телогенезе у организмов вырабатываются приспособления к существованию в узкой адаптивной зоне. Телогенезы — это узкоспециализированные частные приспособления. Например, организация эндопаразитических червей. Как только среда меняется — телогенные организмы вымирают. Трудно представить, сколько паразитов с телогенной организацией исчезло с исчезновением динозавров и других рептилий в конце мела. Хамелеоны способны жить только на тонких ветвях деревьев тропических и субтропических лесов. Ленивцы нежизнеспособны вне дерева. Глубоководные рыбы нежизнеспособны в верхних слоях океана.

Гипергенез (греч. гипер — над, сверх) — это гиперморфоз, гипертрофированное развитие отдельных органов или всего организма в процессе эволюции. Гиперморфное развитие тела у слонов, динозавров. Гиперморфное развитие рогов у вымершего гигантского оленя, клыков - у саблезубого тигра, кожных окостенений - у вымерших рептилий, клешней — у крабов. Гипертрофированное развитие органов — это крайняя степень приспособления к ограниченным условиям существования. Быстрое изменение природных условий может привести к вымиранию.

Гипогенез (греч. гипо — под, ниже) — это гипоморфоз, общее недоразвитие организмов, сокращение индивидуального развития за счет выпадения заключительных этапов онтогенеза. Гипогенез имеет место у тех организмов, у которых наблюдается переход в жизненном цикле в другую среду. При гипогенезе недоразвитый организм может размножаться в личиночном состоянии. Например, сирены-амфибии не выходят на сушу, имеют постоянные жабры, недоразвитые глаза, редуцированное число пальцев.

Закон происхождения крупных таксонов от малоспециализированных предков

Этот закон сформулирован Э. Копом в 1904 г. Иллюстрацией этого закона служит происхождение млекопитающих от примитивных зверорептилий, голосеменных от примитивных палеозойских семенных папоротников. Красилов (1977) и Северцов (1984) обратили внимание на то, что правило неспециализированного предка противоречит принципу гетеробатмии. Гиляров, Татаринов, Северцов, Красилов обосновали факт возникновения больших таксонов от специализированных предков. Так, переход позвоночных к наземной жизни начали узкоспециализированные кистеперые рыбы. Эти пресноводные рыбы известны с раннего девона, были многочисленны в карбоне и вымерли в мелу. Среди них важную группу составляли рипидистии. Они известны из девона. Рипидистии имели парные плавники в виде мясистых лопастей. Это были обитатели мелких водоемов. С помощью лопастей они передвигались из одного водоема в другой. Причиной миграции служило то, что пресноводные водоемы часто мелели, загнивающая в них вода была бедна кислородом. Рипидистии поднимались к поверхности воды и заглатывали воздух, который попадал в плавательный пузырь. Со временем плавательный пузырь начал функционировать как орган дыхания.

И в эволюции человека, вероятно, имела место смена телогенеза арогенезом. Предки человека были приспособлены к древесному образу жизни. Это были брахиаторы, питающиеся растительной пищей. По образу жизни, по способу движения, по питанию предки человека были специализированными животными. Переход к обитанию на земле привел к мультифункциональности руки. А развитие руки привело к гиперразвитию коры головного мозга.