Механизм выработки адаптаций.

На процесс выработки адаптаций существовало несколько точек зрения. Наибольшего внимания заслуживают точки зрения Жана-Батиста Ламарка (деист) и Чарльза Дарвина (материалист).

Ж.-Б. Ламарк считал, что процесс выработки адаптаций разделен в пространстве и времени с процессом прогрессивной эволюции. Каждый организм имеет врожденную способность изменяться именно так, как того требуют условия среды, то есть, обладает изначальной целесообразностью изменений, поэтому любое изменение уже само по себе должно быть приспособительным. Органы и части тела целесообразно изменяются за счет их упражнения или неупражнения, соответственно развиваясь или подвергаясь редукции. Процесс же прогрессивной эволюции, от градации к градации, идет на основе всеобщего свойства всех живых организмов, заложенного в них Творцом при рождении, - стремления к совершенству. Таким образом, для возникновения адаптаций по Ламарку должны происходить следующие события:

1.Изменение условий среды.

2.Изменение потребностей организма.

3.Целесообразное изменение действий.

4.Выработка новых целесообразных привычек.

5.Упражнение (неупражнение) органов в соответствии с новыми потребностями и привычками.

6.Изменение органов под влиянием этого процесса.

7.Закрепление этих изменений в ряду поколений.

Исходя из этого возникшие приспособления всегда абсолютно целесообразны.

С точки зрения Ч. Дарвина процесс выработки адаптаций и процесс эволюции неразделимы, то есть, эволюция носит приспособительный характер. Выработка адаптаций происходит по схеме:

1.Изменение условий среды.

2.Возникновение случайных единичных наследственных изменений (неопределенная изменчивость, современное понятие - мутации).

3. Включение механизмов направляющего фактора - естественного отбора (сохранение и размножение особей с благоприятными в данных условиях изменениями и элиминация особей с неблагоприятными изменениями).

4.Накопление и усиление изменений в ряду поколений.

5.Изменения переходят на уровень адаптаций, становясь видовым признаком.

Приспособления формируются только при наличии в генофонде вида наследственной информации, позволяющей изменить структуру и функции органа в нужном направлении. Например, и млекопитающие, и насекомые дышат атмосферным воздухом, но легкие одних и трахеи других формируются из разных зачатков, под контролем разных генов.

Наличие структур, способных расширить или изменить круг функций, называют преадаптацией. Например, когда-то у рыб, обитавших в мелководных водоемах со стоячей водой, бедной О₂, появились полые выросты в передней части пищеводы и мускулистые плавники. Эти структуры дали затем начало органам дыхания наземных позвоночных и пятипалым ходильным конечностям.

К адаптации могут приводить и новые мутации, которые включаясь в генотип, изменяют фенотип в направлении более эффективного решения экологических задач. Такой путь возникновения адаптаций называют комбинативным.

Возникновение адаптаций, таким образом, является результатом эволюционного процесса, движущими силами которого являются борьба за существование и естественный отбор на основе наследственной изменчивости. Выявлено, что до 90% видовых признаков не являются в полной мере адаптивными. Исходя из этого, адаптации целесообразны только для тех условий, в которых происходило их формирование, то есть, адаптации носят относительный характер. Например, иглы ежа не спасают его от лис и филинов, ос поедают птицы-осоеды, зеленая покровительственная окраска «работает» только при наличии зеленого субстрата и т.д. Поэтому при оценке адаптивного значения признака обычно оценивают относительную приспособленность носителей этого признака, например, по отношению к известной максимальной выживаемости, плодовитости, конкурентоспособности. Существует ряд доказательств относительного характера адаптаций:

-возникновение уродств (резких морфологические отклонений от нормы, нецелесообразных, вредных изменений);

-существование рудиментов – органов, утративших свое первоначальное значение или сменивших функцию (эти факты свидетельствуют о целесообразности адаптации применительно к конкретным условиям их формирования; примеры: аппендикс у человека, третичный волосяной покров, мышца, вращающая ушную раковину и т.д.);

-существование атавизмов – повторения у потомков признаков их филогенетических предков; примеры: полосатость у поросят, жеребят, перепонки на лапах горного гуся, гипертрихоз, хвостатость у человека (появляются признаки не только бесполезные в изменившихся условиях, но и вредные).

При искусственном отборе новые признаки могут носить совершенно нецелесообразный характер – инадаптивный. Особенно это касается декоративных сортов растений и пород животных. В естественных условиях такие формы обладали бы нулевой приспособленностью, но при наличии постоянного ухода они могут успешно выживать и оставлять потомство. В то же время в условиях искусственного разведения действует и естественный отбор, например, золотые рыбки с укороченным телом (телескопы, вуалехвосты) даже при наличии постоянного ухода живут примерно в 1,5 раза меньше, чем золотые рыбки с нормальным телом. На практике это может приводить к вырождению пород и сортов.

По современным представлениям, целесообразность – это взаимосвязь и взаимное соответствие всех органов организма, и приспособленность их строения и выполняемых функций к определенным условиям среды. То есть, целесообразность возникает в процессе естественного отбора, в ходе эволюции и является относительной.