Біологія. Довідник школяра та абітурієнта

Мікроеволюція

Мікроеволюція — це сукупність еволюційних процесів, які відбуваються у популяціях виду й призводять до змін генофондів цих популяцій та утворення нових видів. У сучасному розумінні термін «мікроеволюція» запровадив М. В. Тимофеєв-Ресовський (1938), хоча Ю. О. Філіпченко раніше (1927) запропонував цей термін для принципового розмежування явищ еволюції дрібного й крупного масштабів. Мікроеволюція відбувається на основі мутаційної мінливості під контролем природного добору. Еволюція популяцій, видів, підвидів відбувається через еволюцію їх пристосувань.

Пристосуванням, або адаптаціями, називають пристосування організмів упродовж багатьох поколінь до певних умов середовища, що змінюються; вони забезпечують виживання і розмноження організмів у цих умовах. Під адаптаціями розуміють також процес вироблення пристосованості до конкретних умов середовища. Адаптації завжди мають відносний характер: пристосування до одних умов середовища перестає діяти за інших умов. Адаптація виникає й розвивається під дією основних факторів органічної еволюції — мінливості, спадковості й добору (природного або штучного). Форми прояву адаптацій надзвичайно різноманітні. За рівнем організації адаптації поділяють на організмові (генотипні, онтогенетичні), популяційно-видові й біоценотичні.

Організмові адаптації охоплюють всю різноманітність морфологічних, фізіологічних, біохімічних, етологічних ознак особин: криптичне забарвлення та форма тіла, апосематичне (застережне) та загрозливе забарвлення, мімікрія (маскування, наслідування), коадаптації (взаємні пристосування органів для виконання нормальної роботи).

Криптичне забарвлення та форма тіла. Криптичним називають забарвлення і форму тіла, що роблять тварину (а іноді й рослину) подібною до предметів її нормальної життєвої обстановки. Ефект такої подібності може бути також названий маскувальним ефектом. У природі криптичні забарвлення й форми дуже поширені, наприклад, у метеликів лісів і лук (напр., у різних видів стрічковика (Catocala) переднє крило, що залишається в позі спокою відкритим, забарвлене криптично під колір кори). У птахів куріпок і бугаїв спостерігають криптичну подібність то до кори, то до рослинного покриву ґрунту, то до голої поверхні пустелі (пов’язана, як правило, з позою спокою). Відсутність руху посилює криптичний ефект забарвлення.

Особливою формою криптичних ефектів слід вважати розчленовувальне забарвлення, властиве багатьом ссавцям і птахам, а також рибам. Таке забарвлення приховує справжні форми тіла, робить тварину малопомітною на широкому фоні ландшафту, на якому його контури губляться або навіть на певній відстані немовби поглинаються (зебри).

Апосематичне (застережне) та загрозливе забарвлення. Такий тип забарвлення протилежний криптичному. Замість непомітного забарвлення комаха або інша тварина має звичайно яскраве «вбрання», що впадає в очі. Такими є сонечка, багато метеликів, деякі змії, клопи тощо. Цікаво, що застережне забарвлення властиве зазвичай таким формам, які мають отруйні залози або такі, що виділяють речовину з неприємним запахом, а тому є неїстівними для ворогів чи навіть небезпечними для життя (напр., отруйна американська змія кораловий аспід, у забарвленні якого чергуються коралово-червоні й оливково-чорні смуги).

Порівняння криптичного й апосематичного забарвлення доволі цікаве. Перше властиве беззахисним тваринам, для яких життєво важливо бути непомітними. Друге — тваринам, добре захищеним, для яких апосемія має значне пристосування, що можна виразити словами «не зачіпай мене». Це справді застережне забарвлення, що відлякує потенціальних ворогів. Приблизно таке саме значення має і загрозливе забарвлення, властиве їстівним (для птахів) видам. На відміну від застережного, це забарвлення зазвичай також яскраве, видне не завжди, а лише в момент збудження, коли раптовим рухом воно демонструється перед джерелом потенційної небезпеки (напр., бражник, раптово демонструючи яскравий «окастий» рисунок задніх крил, відлякує птахів). Дія загрозливого забарвлення, як правило, пов’язується зі спеціальною позою загрози. Чудовим прикладом цього може бути тарантул. Коли цей великий павук перебуває у стані збудження, наприклад, під час зустрічі з якою-небудь комахою або з іншим тарантулом, він негайно високо піднімає чотири передні ноги (дві передні пари). При цьому замість однотонного сірого кольору верхніх боків ніг раптом з’являється різкий та яскравий смугастий рисунок — комбінація білих та оксамитово-чорних смуг. На оксамитово-чорному черевці оголюється, крім того, оранжева пляма.

Мімікрія. Мімікрією називають явище, коли беззахисна тварина немовби наслідує забарвлення і форму тіла іншої тварини, чим-небудь добре захищеної. Особливо цікаві випадки, коли, наприклад, разом з деякими неїстівними для птахів метеликами, що мають типове застережне яскраве забарвлення, літають інші метелики, цілком їстівні, які, проте, мають таке саме забарвлення, форму тіла і характер польоту, що й перші. Ці метелики немовби наслідують своїх партнерів; їх прийнято називати імітаторами, а тих метеликів, яких вони наслідують, — моделями. У природі відомо багато прикладів мімікрії. Багато мух наслідують ос; метелик-скловидка подібний до шершня; муха волюцела, що оселяється у гніздах джмелів, дуже подібна до них і т. ін.

Згідно з бейтсівською мімікрією модель має бути або неїстівною, або мати які-небудь інші захисні властивості, включно з попереджувальним забарвленням, наприклад, яскраво забарвлені (апосематичне забарвлення) метелики родини геліконід мають неприємний запаху й тому неїстівні для більшості птахів. У тих же районах трапляються представники родини біланів, які не мають неприємного запаху, але мають забарвлення, подібне до забарвлення геліконід. Птахи приймають їх за неїстівних геліконід і не чіпають.

Згідно з мюллерівською мімікрією виникає подібність між двома й більше неїстівними видами. Накопичення досвіду хижаками про неїстівність жертв відбувається в кожному поколінні шляхом «проб і помилок». Якщо забарвлення двох неїстівних видів виявиться в чомусь подібним, то така подібність буває корисною для обох видів: хижак, який не особливо розрізняє ці види, буде швидше «навчатися» уникати мімітичних форм. Наприклад, серед метеликів Danaidae, Neotropidae, Heiconidac, Acraeinac, які трапляються разом у деяких місцях Південної Америки, спостерігають взаємне наслідування. Такі кільця мімікрії відіграють важливу роль у виживанні кожного з видів, що утворюють цю групу. До вироблення умовних рефлексів про неїстівність метеликів кожною із вказаних родин так чи інакше відбувається винищення якоїсь кількості особин всіх видів. Проте за наявності мімікрії кожний з видів зазнає меншого винищення. За мюллерівської мімікрії подібність між видами може бути виражена не так яскраво, як за бейтсівської. Мюллерівську мімікрію можна порівняти з двома або більше підприємствами, які для економії засобів користуються спільною рекламою.

Коадаптація — 1) загальне та взаємне пристосування до життєвих умов, які змінилися; 2) взаємне пристосування різних органів у цілісному організмі, яке забезпечує максимальну узгодженість їх функцій у процесі життєдіяльності, наприклад: перетворення зуба змії на отруйний зуб завдяки корелятивному пристосуванню слинної залози (яка стає отруйною залозою), зміна будови зуба (утворення каналу), пристосування мускулатури (під час закривання пащі зуб забирається назад). Прикладом коадаптації є також корелятивне пристосування форми квітки до будови ротового апарату деяких комах.