З давніх-давен людини вражало різноманіття органічного світу. Як воно виникло? Вчення про природний добір пояснило, як утворюються нові види в природі. Дарвін виходив з фактів, що стосуються домашніх порід. Спочатку породи домашніх тварин були менш різноманітними в порівнянні з сучасними. Переслідуючи різні цілі, люди проводили штучний відбір у різних напрямках. В результаті породи дівергіровалі, т. Е. Розходилися в ознаках між собою і з їх загальної родоначальної породою.
Дивергенція в природних умовах. Дивергенція відбувається весь час в природі, і її рушійною силою є природний відбір. Чим більше відрізняються один від одного нащадки будь-якого виду, тим легше вони розселяються по численнішим і більш різноманітним ареалам, тим легше будуть розмножуватися. Дарвін розмірковував таким чином. Якийсь хиже тварина за чисельністю досягло межі можливості існування в даній місцевості. Припустимо, що фізичні умови країни не змінилися; чи може цей хижак розмножуватися далі? Так, якщо нащадки захоплять місця, зайняті іншими тваринами. А це може статися у зв'язку з переходом на іншу їжу або в нові умови проживання (на деревах, у воді і т. П.). Чим різноманітніше будуть за своїми ознаками нащадки цього хижака, тим ширше вони поширяться.
Дарвін наводить приклад. Якщо на одній ділянці землі посіяти трави одного виду, а на іншому, схожому, - трави, які належать до окремих різних видів або родів, то в другому випадку загальний урожай буде більше.
У природі на ділянці, площею трохи більшої 1 м2, Дарвін нарахував 20 різних видів рослин, які належать до 18 родів і 8 родин.
Подібні факти підтверджують правильність положення, висунутого Дарвіном: «. найбільша сума життя здійснюється при найбільшому розмаїтті будови. »Між рослинами одного виду при їх однакових потребах в грунті, вологи, освітленні і т. Д. Відбувається найжорстокіше біологічне змагання. При природному відборі будуть зберігатися форми, найбільш відрізняються один від одного. Чим помітніше стають відмінності між пристосувальними ознаками форм, тим більше розходяться і самі форми.
Завдяки природному відбору процес еволюції носить дивергентний характер: від однієї вихідної форми бере початок цілий «віяло» форм, як би особливі гілки від одного спільного кореня, але не всі вони отримують подальший розвиток. Під дією природного відбору в нескінченно довгому ряду поколінь одні форми зберігаються, інші вимирають; одночасно з процесом дивергенції йде процес вимирання, і обидва вони тісно пов'язані між собою. Найбільш розходяться за ознаками форми мають найбільші можливості вижити в процесі природного відбору, так як вони менше конкурують між собою, ніж проміжні і родоначальні, які поступово рідшають і вимирають.
Різновид - щабель до утворення виду. Дарвін уявляв, що процес утворення нових видів в природі починається з розпаду виду на внутрішньовидові групи, які він назвав різновидами.
Завдяки природному відбору і дивергенції різновиди набувають все більш розрізняти їх спадкові ознаки і стають особливими, новими видами.
Різниця між різновидом і видом дуже велике. Різновиди одного виду схрещуються між собою і дають плідне потомство. Види в природних умовах, як правило, не схрещуються, завдяки чому відбувається біологічна ізоляція видів.
Щоб краще пояснити, як йде процес видоутворення в природі, Дарвін запропонував наступну схему (рис. 11).
На схемі зображено можливі шляхи еволюції 11 видів одного роду, позначених буквами А, В, С і т. Д. - до L включно. Відстані між буквами показують близькість між видами.
Так, види, позначені буквами D і Е або F і G, менш схожі один з одним, ніж види А і В або К і L і т. П. Горизонтальні лінії означають окремі етапи в еволюції цих видів, причому кожен етап умовно прийнятий за 1000 поколінь.
Простежимо еволюцію виду А. Пучок пунктирних ліній з точки А зображує його нащадків. В силу індивідуальної мінливості вони будуть відрізнятися один від одного і від родоначального виду А. Корисні зміни збережуться в процесі природного відбору. При цьому виявить свою корисну дію дивергенція: ознаки, найбільш різні між собою (лінії а 1 і т 1 пучка), збережуться, будуть накопичуватися з покоління в покоління і все більш розходитися. Згодом систематики визнають а 1 і т 1 особливими різновидами.
Нехай протягом першого етапу - першої тисячі років - від виду А відбулися дві ясно виражені різновиди а 1 і т 1. Під дією умов, що викликали зміни батьківського виду А, ці різновиди стануть змінюватися і далі. Може бути, на десятому етапі вони матимуть такі відмінності між собою та з видом А, що їх слід вважати за два окремі види: а 10 і т 10. Частина різновидів буде вимирати, і, можливо, десятого етапу досягне тільки f 10. утворюючи третій вид. На останньому етапі представлені 8 нових видів, які взяли початок від виду A: a 14. q 14. р 14. в 14. f 14. про 14. е 14 і т 14. Види a 14. q 14 і р 14 ближчими один до одному, ніж до інших видів, і утворюють один рід, інші-види дають ще два роду. Еволюція виду I протікає аналогічно.
Доля інших видів інша: з них тільки види Е і F доживають до десятого етапу, вид Е потім вимирає. Особливо зауважте вид F 14. він зберігся до нашого часу майже незміненим в порівнянні з родоначальним видом F. Так може статися, якщо умови навколишнього середовища не змінюються або дуже мало змінюються протягом тривалого часу.
Дарвін підкреслював, що в природі не завжди зберігалися лише найбільш розходяться, крайні різновиди, середні також могли вижити і дати потомство. Один вид може обігнати інший в своєму розвитку; з крайніх різновидів іноді розвивається тільки одна, але може розвинутися і три. Все залежить від того, як складаються нескінченно складні відносини організмів між собою і з навколишнім середовищем.
Приклади видоутворення. Наведемо приклади освіти видів, причому будемо користуватися терміном підвид, прийнятим в науці замість «різновид».
Широко розселені види, наприклад ведмідь бурий, заєць-біляк, лисиця звичайна, білка звичайна, зустрічаються від Атлантичного до Тихого океану і мають велике число підвидів. У середній смузі СРСР виростає більше 20 видів жовтцю. Всі вони походять від одного родоначального виду. Нащадки його захопили різні місця проживання - степу, лісу, поля - і завдяки дивергенції поступово відокремилися один від одного спочатку в підвиди, потім в види (рис. 12). Ознайомтеся з іншими прикладами на тому ж малюнку.
Видоутворення триває і в наш час. На Кавказі живе сойка з чорним оперенням на потилиці. За самостійний вид її ще не можна вважати, це підвид звичайної сойки. В Америці зустрічається 27 підвидів співочого горобця. Більшість з них зовні мало відрізняються один від іншого, але деякі мають різкі відмінності. Згодом проміжні за своїми ознаками підвиди можуть вимерти, а крайні стануть самостійними молодими видами, загубивши здатність схрещуватися один з одним.
Значення ізоляції. Великі території розселення виду сприяє природному відбору і дивергенції. Це відбувається при розселенні будь-якого виду в відокремлених один від одного місцевостях. У подібних випадках проникнення організмів з однієї місцевості в іншу сильно утруднено і можливість схрещування між ними різко знижується або зовсім відсутній.
Наведемо приклади. На Кавказі в розділених високими горами місцевостях водяться особливі підвиди метеликів, ящірок та ін. В озері Байкал живуть багато видів і пологи війкових плоских хробаків, ракоподібних і риб, більше ніде не зустрічаються. Це озеро відокремлено від інших водних басейнів гірськими хребтами вже близько 20 млн. Років і тільки через річки повідомляється з Північним Льодовитим океаном.
В інших випадках організми не можуть схрещуватися внаслідок біологічної ізоляції. Наприклад, два види горобця - будинковий і польовий - взимку тримаються разом, але гніздяться вони зазвичай по-різному: перший - під дахами будинків, другий - в дуплах дерев, по узліссях лісу. Вид чорного дрозда в даний час розпадається на дві групи, ще невиразні зовні. Але одна з них мешкає в глухих лісах, інша тримається поблизу житла людини. Це початок освіти двох підвидів.
Конвергенція. У подібних умовах існування тварини різних систематичних груп іноді набувають подібні пристосування до навколишнього середовища, якщо піддаються впливу одного і того ж відбирає фактора. Цей процес отримав назву конвергенції - сходження ознак. Наприклад, передні риє кінцівки крота і капустянки дуже схожі, хоча ці тварини належать до різних класів. Сильно нагадують один одного за формою тіла китоподібні і риби, подібні кінцівки у плаваючих тварин, що відносяться до різних класів. Конвергентними бувають і фізіологічні особливості. Накопичення жиру у ластоногих і китоподібних пояснюється результатом природного відбору в умовах водного середовища: зменшує втрату тепла організмом.
Конвергенція в межах далеких систематичних груп (типів, класів) пояснюється лише дією подібних умов існування на хід природного відбору. На конвергенцію у порівняно близькоспоріднених тварин впливає ще й єдність їх походження, яке як би полегшує виникнення подібних спадкових змін. Саме тому вона і спостерігається частіше у межах одного і того ж класу.
Різноманіття видів. Вчення Дарвіна про еволюцію органічного світу пояснює різноманіття видів як неминучий результат природного відбору і пов'язаної з ним дивергенції ознак.
Поступово в процесі еволюції види ускладнювалися, органічний світ піднімався на все вищий щабель розвитку. Однак всюди в природі одночасно співіснують тварини і рослини, що володіють різним ступенем складності своєї організації.
Чому ж природний добір не «підняв» все низькоорганізовані групи на вищий щабель організації?
Природним відбором все групи рослин і тварин пристосовані лише до своїх умов існування, тому й не могли піднятися всі на одну і ту ж високий щабель організації. Якщо ці умови не вимагали підвищення складності будови, то ступінь її і не підвищувалася тому, що, за словами Дарвіна, «при дуже простих життєвих умовах висока організація не зробила б жодної послуги». В Індійському океані при більш-менш постійних умовах мешкають види головоногих молюсків (наутилусов), майже не змінилися протягом багатьох сотень тисячоліть. Те ж відноситься до сучасних кистеперим рибам.
Таким чином, одночасне співіснування організмів різної складності будови пояснюється теорією природного відбору і дивергенцией.
Результати природного відбору. Природний відбір має три тісно пов'язаних найважливіших слідства: 1) поступове ускладнення і підвищення організації живих істот; 2) пристосованість організмів до умов зовнішнього середовища; 3) різноманіття видів.