Очерки адаптации и биологии и технике - Лабутин В.К.
Скачать (прямая ссылка):
В конце книги помещен раздел «Что читать дальше?», который призван помочь читателю, желающему продолжить ознакомление с затронутыми в книге вопросами, подобрать соответствующую литературу для дальнейших занятий.
Книга в целом не претендует ни на полный охват вопросов, относящихся к тематике каждого очерка, ни на исчерпывающее изложение отдельных рассмотренных в ней проблем. Автор сознает трудности достаточно строгой интерпретации сведений из различных областей в рамках одной небольшой книги, адресуемой широкому кругу читателей, и понимает, что изложение некоторых вопросов может не удовлетворить специалистов того или иного профиля. В связи с этим любая критика будет принята с благодарностью. Одиако, если основная идея о значимости изучения биологических адаптаций во всей их широте и о ценности изыскания бионических путей совершенствования технических устройств заинтересует читателя и вдохновит его на творческий поиск, то цель этой книги будет достигнута. Автор верит в то, что эта идея уже достаточно созрела для того, чтобы привлечь внимание широкого круга специалистов различных профилей и путем объединения их усилий послужить дальнейшему прогрессу науки н техники.
ОЧЕРК ПЕРВЫЙ
БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ
1. Эволюция
В наиболее общей форме адаптация проявляется в эволюционном развитии органического мира, составляя существо первого закона филогенеза * Здесь адаптация приводит к высокой степени приспособленности каждого вида растения или животного к выполнению основных жизненных функций (питания, роста и размножения) в условиях той среды и окружения, в которых этот биологический вид существует. Так, приспособлением к среде, выработанным в ходе эволюции, является способность растений к синтезу органических веществ хлорофиллом за счет энергии солнца (фотосинтез). В качестве другого примера можно привести наличие у пластинчатожаберных моллюсков приспособлений для зарывания в 'ил или для просверливания гнезд в каменистом грунте. Эти приспособления позволяют им укрываться от врагов в убежищах и содействуют сохранению вида. Подобного же рода приспособлением является упоминавшийся выше орган ночных бабочек, сигнализирующий о работе ультразвукового локатора летучей мыши.
Другая сторона филогенетической адаптации связана с т-менчивостью видов при изменении условий окружающей среды.
Так, в результате интенсивного развития промышленности, вызвавшего загрязнение биосферы копотью, в ряде индустриальных районов Англии было обнаружено изменение окраски крыльев бабочек «Бистон бетулария». Если в середине XIX века эта бабочка была представлена почти исключительно особями со светлыми крыльями (темная окраска встречалась менее чем у 1% бабочек), то к началу нашего века, например в районе Манчестера, более 99% бабочек приобрело темную окраску, хорошо укрывающую их от глаз хищников на фоне закопченных стволов деревьев.
Изменчивостью под влиянием среды объясняются и внутривидовые различия животных, существующих в одно время, но обитающих в разных местностях.
Адаптация, связанная с филогенезом, носит поистиие всеобщий характер, и бесчисленные проявления ее можно усмотреть в строении и жизнедеятельности любого вида животного или
* Филогенез — историческое развитие мира организмов, их гипов, классов, отрядов, Семейств, родов, видов.
растения. Сам факт существования данного биологического вида есть следствие его филогенетической адаптации.
Характерный признак этого класса адаптаций заключается в том, что приобретенное в процессе эволюции свойство закреплено генетически, т. е. устойчиво передается по наследству от одного поколения к другому. Так, свойство подсолнуха поворачивать корзину соцветия вслед за солнцем обусловлено повторяющимися из поколения в поколение строением растения и закономерностями обмена веществ при фотосинтетических процессах.
Видоизменение имеющихся приспособлений, формирование новых и угасание старых у относительно сложных организмов, как правило, происходит чрезвычайно медленно, при смене гщшад-ного числа.ддколений. Так, практически ненужный, а порой даже вредный человеку аппендикс все еще сохраняется на протяжении многих тысячелетий. Медленность процессов филогенетической адаптации неоднократно’оказывалась причиной трагических поворотов истории животного мнра. Сильные похолодания климата в периоды оледенения стерли с лица земли мамонтов, индрико-терий, мастодонтов и других ископаемых животных Резкие изменения солености воды в некоторых морях (как это не раз происходило в Черном море) приводили к вымиранию многих форм морских организмов.
Медленное протекание процессов филогенетической адаптации делает их малодоступными непосредственному наблюдению и изучению человеком. Однако революционные сдвиги в развитии генетики, происходящие в наше время, вооружают ученых высокоэффективными методами проникновения в тайны наследственности и видообразования. Сейчас уже доказано экспериментально, что одним из средств формирования новых свойств у современных организмов явлШ'«Г“мрЖйя — искажение наследственной информации, вызванное изменением структуры х|юмосом зиготы (зародышевой клетки).
