"Проблемы формы, систематики и эволюции организмов, Наука" - читать интересную книгу автора (Любищев А.А.)

Разберем вкратце этот вопрос только в отношении млекопитающих. Млекопитающие, как известно, одна из наилучше изученных систематических групп (уступают разве только птицам), но в отличие от птиц они хорошо изучены и палеонтологически. В последнем номере журнала Evolution (vol. XIII, № 3) появились две статьи крупных специалистов по млекопитающим - Одеона и {Симпсона40}. Оба признают полифилетическое происхождение млекопитающих. Симпсон в конце работы (с. 412) формулирует четыре возможности разрешения таксономической проблемы млекопитающих и склоняется лично к третьей, а именно: "Эволюционная или так называемая филогенетическая классификация не выражает филогению, но основана на филогенетической интерпретации данных наблюдения... Достаточным практическим принципом эволюционной таксономии является признание, что каждый таксой полностью происходит от другого таксона низшего таксономического уровня, как класс Mammalia от отряда Therapsida".

§ 7.

Многие специалисты отстаивают полифилетизм у млекопитающих не только в отношении класса в целом, но и в отношении отрядов. Это касается таких отрядов, как ластоногие, китообразные, грызуны. По отношению к последним защищается мнение, что Lagomorpha (зайцы и пищухи) и Rodentia (остальные) имеют совсем различное происхождение: Rodentia-непосредственно от насекомоядных, a Lagomorpha - через посредстве Condylarthra (Wood, 1957, с. 424). Но и в пределах собственно грызунов отмечается наличие параллелизмов (Wood, 1959).

В общем можно сказать, что настоящая конверенция затрагивает далеко не только поверхностные черты строения (вспомним обыкновенного и сумчатого крота), встречается чаще, чем думали во времена Дарвина, но не приводит к таким принципиальным затруднениям, как параллелизм, т. е. тот случай, когда вместо пучка линий, исходящего из одной точки (одного вида), мы наблюдаем пучок параллельных линий. В случае конвергенции разделяют таксон на несколько новых (например, отряд Edentata в прежнем смысле слова), в случае же параллелизмов эта процедура привела бы к часто чрезвычайному дроблению таксонов. Бигелоу (Bigelow, 1958, с. 52) приводит высказывание известного палеонтолога Ромера, допускающего, что параллелизм является почти универсальным феноменом.

Как было уже указано в § 6, большинство специалистов, стремящихся к филогенетической классификации, не решаются ликвидировать даже заведомо полифилетический таксон, но считают необходимым подчеркнуть, что в данном случае мы имеем дело не с филогенетической группой, а со ступенью (grade) в параллельной эволюции. Это понятие выдвинуто давно, и, например, Гудрич в системе рыб (в "Treatise of Zoology", edited by Ray Lancester, 1909) признает гетерогенными образованиями такие таксоны, как рыбы вообще, Chondrichthyes, Crossopterygii, Clupeiformes, Esociformes.

В настоящее время Д. Хаксли (Huxley, 1958) отчетливо разделил понятия clade (филогенетическая ветвь) и grade (ступень параллельного развития; цит. по Симпсону - Simpson, 1959), и многие ученые ставят вопрос, является ли "ступень" провизорным образованием в систематике. Систематика, построенная на основе "ветвей", совершенно отлична от систематики на основе "ступеней". Это еще в 1922 г. высказал Б.М. Козо-Полянский, который вместо выражения: "сходство есть мерило родства" - считает, что "гомологическое сходство есть мерило родства". По Козо-Полянскому, гомологические сходства составляют незначительную часть сходств вообще, и потому система, основанная на сходствах вообще (естественная), будет радикально отличаться от филогенетической, построенной на гомологических сходствах. Козо-Полянский не дает ясных критериев для отличий гомологических сходств от негомологических. Если взять прекрасную книгу Ремане (Remane, 1956), считающего естественную систему филогенетической, то увидим, как трудно дать сколько-нибудь удовлетворительные критерии гомологии.

Большинство современных дарвинистов считает естественную систему филогенетической по определению, и потому их не смущает то обстоятельство, что современные филогении строятся на использовании незначительного числа и часто трудно уловимых признаков. Они продолжают считать, что система, основанная на учете признаков, изменяющихся параллельно, провизорна и гораздо менее интересна (в этом с ними соглашается и Козо-Полянский) для общебиологических воззрений. Сам Дарвин в конце своей жизни ознакомился с палеонтологическими фактами параллельного развития и, как явствует из его переписки, считал, что эти факты представляют трудности для его теории естественного отбора.

Как общий вывод из краткого разбора постулата § 6 можно сказать: филогенетическая связь отображается сравнительно лишь в незначительной части признаков каждого организма; значительная же часть сходств основана на закономерно и независимо реализуемых потенциях организмов.

§ 8.

Всякая система иерархична, т. е. представляет последовательное расчленение групп разного систематического ранга, причем в естественной системе достигается единственное, наиболее целесообразное распределение. Однако в настоящее время наряду с иерархической системой можно указать еще два вида систем совершенно другой природы. Одна связана с развитием менделевской генетики и возможностью свободного скрещивания в определенных границах. Это чисто комбинативная система, имеющая уже вид не дерева, а решетки многих измерений. Если имеем, положим, 10 генов, расположенных в 10 хромосомах, т. е. вполне независимо комбинирующихся, то, даже принимая две модальности каждого гена, получаем систему 210, или 1024 биотипа. Конечно, это множество биотипов можно представить в форме иерархической системы, но при этом получится:

1. так как таксономическая ценность всех генов одинакова, то изложение иерархии биотипов можно делать в любом порядке; получаем 10! или 3628800 равноправных систем;

2. беря из них какую-нибудь одну, мы должны затратить много напрасного труда на ее описание: если соблюдать тот дихотомический принцип, которым пользуемся в определительных таблицах, и, как обычно, при каждой бифуркации использовать два предложения - тезу и антитезу, то для описания всех 1024 элементов потребуется 2046 предложений, или, считая, скажем, по 40 предложений на страницу - около 50 страниц;

3. при этом все дихотомии низшего ранга не будут оригинальными, они будут повторяться, и поэтому все описание нашего многообразия будет крайне неэкономным. На это в свое время обратил внимание Н.И. Вавилов.

Если же мы просто укажем, что существует 10 пар аллелей, способных комбинироваться свободно, и каждую пару определим двумя предложениями, то столь же полное описание множества 1024 элементов потребует всего 20 предложений, т. е. не займет и страницы. Вместо 1024 имен для каждого элемента будет (как уже применяется в генетике) 10 букв для обозначения генов и значки 1 и 2 для обозначения модальностей. Но комбннативиость не ограничивается только областью свободного скрещивания. Если возьмем такую группу, как лишайники - симбионты грибов и водорослей, то увидим, что там новый элемент системы получается комбинацией глубоко разнородных элементов. Наконец, если возьмем обычные определительные таблицы насекомых или других организмов, то легко убедимся в наличии комбинативного элемента: повторение сходных противоположений. Это повторение, как в своей ранней молодости я убедился, сбивает с толку неопытных {энтомологов41}. Комбинативность в свое время заставила Линнея признать возможность происхождения некоторых видов путем скрещивания и комбинирования признаков, отчего у него нередко было видовое название hybrida.

С другой стороны, периодическая система химических элементов не носит иерархического характера, не являясь, однако, и комбинативной, так как признаки совершенно не равноценны и не существует большого количества равноправных естественных систем, как в комбинативной системе, а только одна. Мы знаем, что в настоящее время построена и "филогения" для многих элементов, но "филогенетическое дерево" совершенно не сходно с естественной системой, так как большинство признаков не учитывается "генеалогической системой".

§ 9.

Однако периодическая система имеет некоторое поверхностное сходство с двухмерной комбинатнвной системой, отчего последняя иногда называлась периодической (Шимкевич, для Pantopoda). Всякая система подчинена аристотелевой логике, т. е. всякий вид в логическом смысле (низший таксой) определяется ближайшим родом (высший таксой) и специфическим различием.

Все крупные систематики признавали невозможность строгого применения аристотелевой логики к систематике. Строгое применение формальной логики приводит, как это показано в § 5, к искусственной, а не к естественной системе. Очень многие естественные таксоны мы объединяем, руководствуясь не наличием объединяющего их признака, а по принципу непрерывности, т. е. объединяя в высший таксой серию низших таксонов, представляющих более или менее неразрывную цепь. Крайние члены этой цепи могут не иметь ни одного признака, отделяющего их от соседних таксонов. Это отмечено было и Дарвином. В двадцатых годах Е.С. Смирнов в ряде работ подчеркнул характер таксонов как "конгрегаций", группирующихся около "типа", а не как совокупности групп, обладающих общим {признаком42}. Конгрегационный характер систематических категорий чрезвычайно затрудняет точную диагностику. Например, мы знаем обычную характеристику, что бабочки обладают сосательным хоботком, а родственные им ручейники - жующими челюстями, но низшие бабочки Microptaerygidae обладают лишь слабо измененным жующим аппаратом, некоторые же ручейники имеют ротовой аппарат, чрезвычайно напоминающий таковой чешуекрылых, хотя отдельные части не гомологичны; при этом эволюция в сторону сосущего аппарата произошла у ручейников в нескольких самостоятельных направлениях. Поэтому при точной характеристике отрядов бабочек и ручейников приходится различие в ротовом аппарате (справедливое для подавляющего большинства видов обоих отрядов) сопровождать оговорками. Такие оговорки в диагнозах пронизывают всю систематику и составляют трудность при определении, особенно для начинающих. Вместе с тем эта особенность системы представляет немаловажную трудность и для теории естественного отбора.

Систематики и после Дарвина пытались держаться принципа единства классификации, но постепенно под давлением фактов принуждены были от этого принципа отходить. У пластинчато-жаберных моллюсков пытались сначала брать в качестве основного признака количество замыкательных мускулов, потом строение жабр. В современной классификации не сохранилось единства в именовании отрядов, совсем как у анекдотического гробовщика.

§ 10.

Систематика организмов находит свое обоснование лишь в истории организмов, но не в законе, лежащем в основе эволюции. Это ясно формулировано самим Дарвином (1868, с. 248) в "Пангенезисе": "Во всей этой главе, да и в других местах, я говорил о подборе как о первостепенном факторе, однако его действие абсолютно зависит от того, что мы, по нашему невежеству, называем самопроизвольной или случайной изменчивостью. Пусть какой-нибудь архитектор вынужден построить здание из неотесанных камней, свалившихся с крутизны. Форма каждого обломка может быть названа случайной, однако форма каждого из них была определена силою тяжести, природой скалы и склоном крутизны - все это события и обстоятельства, зависящие от естественных законов; нет, однако, никакого соотношения между этими законами и той целью, ради которой архитектор пользуется каждым обломком. Таким же точно образом изменения каждого существа определены неизменными и прочными законами, но эти законы не находятся ни в каком соотношении с той живой постройкой, которая медленно сооружается могуществом подбора, идет ли речь о подборе естественном или искусственном".

Акцент на случайный характер изменчивости позволяет назвать, следуя Л.С. Бергу, дарвиновское понимание эволюции тихогенезом в противоположность номогенезу. От образованного и добросовестного Дарвина не могло, конечно, укрыться наличие законов изменчивости. Он указал, в частности, на Уэлша, сформулировавшего закон равномерной изменчивости (equable variability), Для Дарвина было ясно, что, если бы этот закон и имел широкое распространение, это было бы трудно совместить с ведущей для дарвинизма идеей о ведущей роли естественного отбора. Но дальнейшие работы показали, что закономерность в изменчивости имеет гораздо более широкое распространение, чем думал Дарвин, и Н.И. Вавилов сформулировал в 1920 - 1922 гг. "общий закон гомологических рядов". Понимание Вавилова отличается от понимания Дарвина в следующих чертах:

1. закон приложим не только к близким видам, но и к родам семейств, не только близких, но и отдаленных;

2. на основе закона ставятся прогнозы существования еще не описанных таксонов, что и подтвердилось в случае безлигульной ржи;

3. были сделаны выводы в смысле критики некоторых парадных фактов дарвинизма, например явлений {мимикрии43}.