Эволюция без отбора: Автоэволюция формы и функции - Лима-де-Фариа А.
ISBN 5-03-001929-4
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 9.24. Роговидные структуры. А. Минерал: кристаллы арагонита — карбоната кальция (Ehrhardt, 1939). Б. Позвоночное: рог оленя Rucervus
schomburgki (Gregory, 1974). В. Позвоночное: череп носорога Ceratotherium simum (Gregory, 1974). Г. Беспозвоночное: моллюск двустворчатый Pitar lupinaria с острыми рогами (Stix et al, 1978). Иллюстрация составлена
автором.
Рис. 9.25. Шестиугольный рисунок. А. Минерал: кристалл известкового шпата— кальцита СаСОз (Ehrhardt, 1939). Б. Беспозвоночное: вверху — голова насекомого с гексагональной структурой сложных глаз, внизу — микрофотография гексагональных линз глаза осы (Hertwig, 1928). В. Растение: гриб Dictyophora phalloidea (Kayser, 1943). Г. Позвоночное: рыба Ostracion tri-queter (Pierantoni, 1944). Иллюстрация составлена автором.
здесь, возможно, менее важен, чем механизм его связывания структурой. Каменная соль образует слои чешуек, похожие на те, что покрывают тело панголина. Это не значит, что форму чешуи определяет хлористый натрий, содержащийся в клетках млекопитающего; наоборот — в этих случаях одинаковый эффект дают разные минеральные вещества. Сходство форм рогов барана, некоторых раковин и кристаллов хлорита весьма значительно. Совпадают не только радиусы кривизны. Во всех трех случаях видны стопки из последовательно наложенных сегментов постепенно уменьшающихся размеров. Таким образом, здесь изоморфизм обусловлен не только химическим составом, но и определенным способам укладки молекул в стопки.
И арагонит, и кальцит состоят из карбоната кальция, но такие же кристаллы дают и другие минералы, так что для образования игл и шипов тоже важен не стольш химический состав, сколько структура, характерная для минералов.
Поразительны отчетливость и совершенство воспроизведения гексагональной структуры. Однако следует заметить, что шестиугольный рисунок глаза насекомых и чешуи рыб не обязательно должен быть образован кристаллами кальцита. Такие же геометрические фигуры свойственны и другим минералам. Существенно, что для создания чистых гексагональных форм ни рыбам, ни насекомым не нужны никакие гены; такие же структуры может с тем же успехом образовать и минерал.
Насекомое напоминает лист.
Результат физико-химического изоморфизма
Растение может походить на животное, но и животное может напоминать растение. Есть насекомые, поразительно сходные по форме и цвету с листьями (рис. 3.8). До сих пор это объясняли естественным отбором. Я предлагаю другой, более простой механизм появления сходства по форме и окраске.
В чем конкретно заключается сходство листа и насекомого, каковы наиболее явные общие черты? Крылья насекомого имеют зеленый цвет и симметричные очертания, характерные для листа, на их поверхности видны выступы, подобные жилкам листа. Все эти элементы сходства обусловлены идентичностью атомно-молекулярной организации указанных структур. Основной ее особенностью у растений, как и у тела и органов животных, является симметрия (рис. 12.1); как мы говорили выше, и в растительном, и в животном царствах распространены ветвистые структуры (рис. 9.9 и 9.19). Формы, напоминающие лист, встречаются и у минералов (рис. 3.8 и 9.13). Выступы на лепестках цветов и на крыльях насекомых, как правило, настолько сходны, что их обозначают общим термином «жилки» (Henderson, Henderson, 1939).
В геноме насекомых, как и других животных, имеются гены, унаследованные от предков растений еще до разделения растений и животных многие миллионы лет назад. Часть этих генов может не проявляться; возможно, у насекомых они подавлены генами, характерными для животного генотипа. Однако совместное влияние унаследованных минеральной внутренней среды и древних «растительных» генов на определенные молекулярные механизмы может дать неожиданный результат: появляется насекомое, похожее на лист.
Очень важны данные о молекулярной природе зеленых пигментов, синтезируемых в организме насекомых. Можно было бы думать, что они совершенно отличны от аналогичных растительных пигментов, однако это не так. К пигментам насекомых относятся каротиноиды — продукты растительного происхождения— и порфирины, которые могут быть продуктами деградации хлорофилла. Обычный зеленый пигмент насекомых — инсектовердин — представляет собой комплекс белка с соединениями, имеющими синюю и желтую окраску; первое в ряде случаев представляет собой антоцианин, а второе — обычно каротиноид (Imms, 1970; Gilmour et al., 1970). Оба этих вещества являются основными растительными пигментами. Вряд ли возможно большее сходство молекул, определяющих окраску насекомых и листьев растений.
Мне представляется, что молекулярный механизм сходства между насекомым и растением проще и более приемлем в генетическом отношении, чем предположение о естественном отборе. Даже самая интенсивная дифференцировка в ходе репродукции вряд ли способна привести к такому сходству, если в организме насекомого не заложены заранее атомные, молекулярные импринты и гены растительного происхождения. К тому же внешнее сходство с листом отнюдь не должно коррелировать с условиями окружающей среды либо представлять собой прямую адаптацию, благоприятную или нет для животного или растения. Конвергенция возникает просто в силу того, что в данный период эволюции молекулярные механизмы могли породить только насекомые, внешне сходное с листом, и ничто другое. Организацией клеточных компонентов управлял физико-химический изоморфизм, который и определял, когда и каким образом насекомое должно было стать похожим на лист.
