Биологическая целесообразность организации живых существ проявляется в гармонии между морфологией, физиологией, поведением организмов разных видов и средой их обитания. Она заключается также в удивительной согласованности строения и функций отдельных частей и систем самого организма. Сторонники теологического объяснения происхождения жизни видели в биологической целесообразности проявление мудрости Творца природы, будь то Бог или абстрактный разум.
Теологическое объяснение биологической целесообразности исходит из принципа «конечной цели», согласно которому жизнь развивается направленно в силу внутренне присущего стремления к известной цели.
Со времен Ж.-Б. Ламарка существуют гипотезы, связывающие целесообразность в мире жизни с принципом биологического соответствия ответа организмов на изменения во внешних условиях и наследованием таких благоприобретенных признаков. Убедительным доказательством в пользу целесообразности изменений под влиянием среды долго признавался факт «привыкания» микроорганизмов к лекарственным препаратам — сульфаниламидам, антибиотикам. Опыт В. и Э. Ледербер-гов показал, что это не так. Схема опыта приведена на рис. 11.11.
В чашке Петри на поверхности твердой питательной среды (1) микроорганизм образует колонии. Специальным штампом отпечаток всех колоний переносили на среду (2) со смертельной дозой антибиотика (3). Если в таких условиях вырастала хотя бы одна колония, то она происходила от микробов, также устойчивых к данному препарату. В отличие от других колоний первой чашки Петри (4) она давала рост в пробирке с антибиотиком (5). Если число исходных колоний было велико, то среди них, как правило, находилась и устойчивая.
Таким образом, речь идет не о направленном приспособлении микроорганизма, а о состоянии преадаптации. Оно обусловлено наличием в геноме микроорганизма аллеля, блокирующего действие антибиотика. В одних случаях «устойчивые» бактерии образуют фермент, разрушающий лекарственное вещество, в других — стенка клетки непроницаема для препарата. Появлению штаммов микроорганизмов, устойчивых к лекарственным препаратам, способствует неправильная тактика врачей, которые, желая избежать побочных эффектов, назначают низкие, для бактерий сублетальные, дозы препаратов.
Рис. 11.11. Схема опыта, опровергающего гипотезу непосредственного приспособления микроорганизмов к среде с антибиотиком (пояснение в тексте)
Появление форм, резистентных к ядам, наблюдается также у насекомых и млекопитающих. Это явление имеет сходную основу: среди мутантных организмов находится устойчивая форма, которая подвергается положительному отбору в условиях действия отравляющего вещества. Например, устойчивость крыс к варфарину, используемому для их уничтожения, зависит от присутствия в генотипе определенного доминантного аллеля. Возможность прямого, непосредственного приспособления организмов к среде обитания допускалась некоторыми биологами еще в 40-50-х гг. прошлого столетия.
Биологическая целесообразность строения и функций организмов складывается в процессе развития жизни. Она представляет собой историческую категорию. Об этом свидетельствует смена типов организаций, занимающих господствующее положение в органическом мире планеты. Так, господство амфибий на протяжении почти 75 млн лет сменилось господством рептилий, затянувшимся на 150 млн лет. В периоды господства
любой группы обычно случается несколько волн вымирания. Они изменяют относительный видовой состав соответствующего крупного таксона, например класса.
Проявление адаптации и биологической целесообразности в целом объясняется действием в природе естественного отбора. Из множества случайных мутаций он сохраняет и накапливает наследственные изменения, имеющие приспособительную ценность. Это объяснение позволяет понять, почему биологическая целесообразность, если ее рассматривать в пространстве и времени, является относительным свойством живых существ. Становится также ясным, почему в конкретных
условиях обитания отдельные приспособления достигают лишь той степени развития, которая достаточна для выживания в сравнении с приспособлениями конкурентов.
Вопросы для самоконтроля
1. Охарактеризуйте роль мутаций и популяционных волн в эволюции.
2. Какова роль изоляции в эволюции?
3. Какие формы естественного отбора известны и как они влияют на аллелофонды популяций?
4. В популяциях каких размеров отчетливо проявляется дрейф генов?
5. Что называется генетическим полиморфизмом и каково его значение в эволюции?