Факультет

Студентам

Посетителям

Адаптивность фенов

В некоторых случаях связь фена с адаптивными свойствами организма достаточно отчетлива.

Например, у наземных легочных моллюсков Fruticicola lantzi в предгорьях Заилийского Алатау раковина может быть право — или левозакрученной. Это различие имеет моногенную основу. Оказалось, что особи, несущие разные фены закрученности, отличаются по характеру потребления энергетических запасов. Таким образом, это не нейтральный признак, но признак, контролируемый естественным отбором. Это подтверждается и тем, что за период с 1939 г. по 1969 г. распространение особей с феном левозакрученности значительно изменялось. В одной группе популяций территория, занятая «левозакрученными» моллюсками, резко сократилась, а в другой — сдвинулась на несколько десятков километров. Недавно было показано, что различия между «бесполосыми» и «полосатыми» морфами у других моллюсков того же рода четко соответствуют различиям по интенсивности выделения CO2 при дыхании.

Работ подобного рода можно привести много, и все они позволяют прийти к общему заключению: во всех специально исследованных случаях особи — обладатели разных фенов,— всегда обнаруживали те или иные адаптивные различия. Фен красной окраски у двухточечной божьей коровки связан со способностью лучше переносить холод во время зимовки, а фен черной окраски — с более интенсивным размножением летом; фен желтой окраски у калифорнийской полевки Microtus californicus также связан с лучшей выживаемостью при низкой температуре и более интенсивным размножением при питании зеленым кормом (а не семенами), чем у особей типичной, серой окраски; фен серой окраски у американских лягушек-сверчков рода Acris связан с устойчивостью организма к потере влаги и лучшей сопротивляемостью некоторым инфекциям, тогда как фены красной и зеленой окраски обеспечивают покровительственную окраску в специфических местообитаниях.

Подтверждением небезразличности фенов служит и факт использования некоторых фенов строения носового зеркала у крупного рогатого скота при ускоренном отборе на жирномолочность: определенные черты дерматоглифики носового зеркала оказываются скоррелированными с жирномолочностью.

Исходя из эффекта плейотропии можно полагать, что между особями, несущими разные фены, должны существовать многочисленные различия в биологически важных признаках. При этом, вероятно, некоторые фены могут иметь непосредственно адаптивное значение. В большинстве же случаев, по-видимому, фены имеют не непосредственное, а косвенное адаптивное значение, будучи тесно связанными в развитии организма с какими-то важными биологическими признаками и свойствами.

Косвенным подтверждением адаптивного характера фенов являются данные по сочетаниям различных дискретных вариантов структуры жевательной поверхности зубов рыжей полевки. Выделенные 5 вариантов строения третьего верхнего и 4 варианта строения первого нижнего коренных зубов этого вида, казалось, могли бы дать 400 сочетаний. Если бы выделенные варианты строения были безразличны для организма, то можно было бы ожидать встречи самых разных сочетаний. Однако в большой серии изученных особей было найдено немногим более 10% от этого возможного числа сочетаний. Видимо, большая часть сочетаний оказывается «запрещенной» по каким-то нам неизвестным причинам.

Другим важным показателем «небезразличности» фенов является порой удивительное постоянство их частот в природных популяциях. Сравнение частот некоторых фенов рисунка, спины у прыткой ящерицы в сборах, произведенных в одном и том же месте, но с промежутком в 70 лет, показало их стабильность. Есть много других примеров постоянства частот фенов (в том числе окраски) на протяжении многих поколений в популяциях бесхвостых амфибий, грызунов и др.

Важно подчеркнуть, что незнание конкретного адаптивного значения данного фена не может служить препятствием для его использования в качестве маркера генетического состава природных группировок особей. Этот вывод методически важен, так как позволяет не отвлекаться на изучение конкретных адаптаций, которые, кстати говоря, никогда не могут быть изучены с достаточной степенью полноты. Это несколько, может быть, неожиданное заключение неизбежно следует из ограниченности нашего познания в любой данный момент времени. Приведем только один пример.

Долгое время считалось, что крылья летучих мышей являются только органом полета. Исходя из этого строились различные математические модели, рассчитывались экологические характеристики видов и т. д. Но вот точные наблюдения в природе показали важную роль крыльев у летучих мышей как сачка во время ловли добычи. И сразу же встал вопрос: какая «доля» строения крыла определяется функцией крыла как органа полета и какая — работой по принципу сачка? Ответ оказалось получить практически невозможно, так как вскоре, по ходу функционального исследования крыла, выяснилась роль крыльев летучей мыши в терморегуляции: это единственные значительные открытые участки тела и они сильно охлаждаются во время полета. У ряда тропических летучих мышей исключительно важной является функция крыльев как опахал, обеспечивающих необходимое охлаждение организма в жаркие часы. Но кожа млекопитающих является органом, в котором происходит синтез витамина D, и этот процесс происходит лишь под влиянием света. Может быть, большие крылья, с их огромной поверхностью кожи, в какой-то степени компенсируют летучим мышам недостаточную выработку витамина D (ведь солнечный свет не попадает на них, поскольку все эти животные сумеречные или ночные)? В будущем же, наверняка, выяснятся еще какие-то иные, пока даже непредвиденные функции этого органа.

Процесс углубления познания будет идти бесконечно, и параллельно будет нарастать сумма знаний о функционировании живого. В результате может вскрыться функциональное значение тех фенов, которые сегодня кажутся бесполезными.