Закон естественного отбора действует в природе очень жестко: уничтожает те организмы, которые в результате случайной мутации оказались неприспособленными, а из тех, которые оказались в той или иной мере приспособленными к ус-ловиям обитания, отдает предпочтение более приспособленным, а менее приспособленных, как правило, также уничтожает. Природа ни о ком и ни о чем не заботится. Все дело в жестком принципе отбора наиболее приспособленных; иной мудрости, иной стратегии у природы нет.
Таким образом, если мутации обеспечивают случайное отклонение организма от исходного состояния, то естественный отбор как бы оценивает результат этого отклонения. Случайные мутации в соче-тании с естественным отбором представляют собой движущую силу эволюции.
С точки зрения эволюции мутации, безусловно, полезны. Более того, они необходимы. Огромное разнообразие генов у каждого вида, а также многообразие существующих на Земле видов - все это следствие многочисленных мутаций, которые происходили на протяжении многих миллионов лет и происходят поныне.
С точки зрения отдельных организмов мутации, как правило, вредны, в отдельных случаях даже смертельны. Причина этого заключается в том, что каждый организм есть результат длительной эволю-ции, он чрезвычайно тонко приспособлен к окружающей среде и далеко не каждое изменение его структуры, вызванное мутацией, идет ему впрок. Скорее наоборот. Для улучшения высокоорганизованного организма нужны мутации специального характера, которые встречаются крайне редко, и может пройти много времени, прежде чем нужная с точки зрения приспосабливаемости новая мутация будет найдена. Может случиться так, что за время, пока она произойдет, организмы этого вида вымрут, причем не столько из-за отсутствия нужной мутации, сколько из-за избытка ненужных и вредных, воздействующих на жизненно важные органы и функции организма и снижающих или даже разрушающих его приспособленность, имеющуюся ранее.
Таким образом, случайные мутации столь же вредны, как и необходимы. Вид, у которого мутации возникают слишком часто, на-пример в результате радиоактивного заражения или химического за-грязнения среды обитания, может исчезнуть потому, что многие его представителимутанты станут неприспособленными к окружающей среде. Если, напротив, у данного вида мутации происходят слишком редко, то при какомнибудь значительном изменении внешних условий у вида не окажется необходимого запаса изменчивости, он не сможет быстро приспособиться и также погибнет. По одной из гипо-тез так, по-видимому, относительно недавно вымерли мамонты, не сумевшие приспособиться к быстрым изменениям климата на Земле во время ледникового периода.
Видообразование. Сейчас на Земле существуют около 5 млн ви-дов живых организмов, около 1,5 млн из них известны ученым и опи-саны. Виды возникли в результате взаимодействия на протяжении миллиардов лет двух процессов. Один из них - образование видов. При изменении условий окружающей среды в результате внутреннего отбора возникают новые виды, хорошо приспособленные к этим условиям. Другой процесс - вымирание. В изменившихся условиях при-родной среды многие виды, не сумевшие генетически к ним адаптиро-ваться и нормально размножаться, перестают существовать.
Биологи считают, что примерно 94 - 99 % когда-либо существовавших на Земле видов вымерли. Однако тот факт, что сейчас на Земле насчитывается около 5 млн видов (по другим оцен-кам около 30 млн) расценивается как преобладание процесса образования видов над вымиранием.
Видообразование может происходить несколькими путями:
1) в результате изменения в одной генетической линии;
2) путем постепенного расхождения линий потомков на два и более видов в ответ на изменение условий среды. Такой путь видообразования характерен для тех случаев, когда популяции одних и тех же видов распространились по ареалам с различным климатом, источниками питания, почвами и т.п. и остались там на длительное время, обычно время жизни от 1000 до 100000 поколений, например, в результате геологического раскола одного участка суши на два раздельных острова, изменения русла реки, поднятия горного массива;
3) в результате миграции части группы, например, в поисках пищи.
Со временем изолированные группы популяций, находясь в различных условиях местообитания, начинают вследствие естественного отбора генетически сильно отличаться. При достаточно длительной изоляции в совершенно разных условиях особи двух разных популя-ций, даже если займут один и тот же ареал, уже не будут способны к скрещиванию. Таким образом, из одного вида образовались два раз-ных вида. У многих быстро размножающихся организмов видообразование может занять тысячи или даже сотни лет, однако в большинстве случаев на это требуется от десятков тысяч до миллионов лет.
Биологическое разнообразие. В результате естественного отбора за миллиарды лет появился самый ценный \"ресурс\" планеты -биологическое разнообразие (биоразнообразие). Оно включает в себя два взаимосвязанных понятия: генетическое разнообразие и видовое разнообразие. Генетическое разнообразие - это многообразие генетических свойств у особей одного вида. Видовое разнообразие - это число различных видов внутри какоголибо сообщества организмов.
Невероятное генетическое разнообразие на нашей планете позволяет видам непрерывно изменяться. Каждый ныне существующий вид представляет собой накопленную генетическую информацию, которая позволяет ему приспособиться к определенным изменениям окружающей среды. Биоразнообразие - это \"страховая политика\" природы против катастроф. Сохранение генофонда планеты, а значит и биоразнообразия, одна из важнейших задач человечества.
5.5. Изменение экосистем при стрессовых воздействиях. Экологические сукцессии
Крупномасштабные стрессовые воздействия выводят экосистему из состояния равновесия, что часто приводит к ее разрушению. В ре-зультате естественных катаклизмов (пожаров, наводнений, изверже-ний вулканов, землетрясений, отступания ледников) или антропогенных изменений окружающей среды (пожаров, открытой добычи полезных ископаемых, загрязнения, затопления участков суши под водохранилища, расчистки территорий под пашни) существовавшая ранее на данной территории экосистема разрушается.
После такого крупномасштабного нарушения \" пострадавший\" участок начинает возрождаться в несколько этапов.
Сначала несколько неприхотливых пионерных видов заселяют территорию и начинают формировать почвы, а в водных экосистемах - донные отложения. В конце концов эти пионерные виды изменяют почву (или отложения) и прочие условия настолько, что участок ста-новится менее пригодным для них самих и более пригодным для но-вой группы растений и животных с другими экологическими требова-ниями. Такой процесс, при котором сообщества видов растений и животных замещаются с течением времени другими, обычно более сложными сообществами, называется экологической сукцессией или просто сукцессией. Экологическая сукцессия обычно про-должается до тех пор, пока сообщество не станет стабильным и само-обеспечивающимся. Конечное сообщество, занявшее нарушенный участок, называется зрелым сообществом, а экосистема в целом - климаксовой. В разных абиотических условиях формируются неоди-наковые конечные климаксовые экосистемы. В сухом и жарком климате это будет пустыня; в жарком, но влажном - тропический лес и т.п. На планете выделяют несколько крупных наземных климаксовых экосистем, которые называют биомами: тундра, хвойные леса (тайга), леса умеренного пояса, степи, пустыни, саванны, дождевые тропиче-ские леса. Таким образом, основные биомы Земли - это климаксовые экосистемы соответствующих географических зон.
Экологи выделяют два вида экологических сукцессий: первичные и вторичные. Какой из типов наблюдается - зависит от условий участка в начале процесса.
Первичная сукцессия - это последовательное развитие сооб-ществ на участках, лишенных почв. Такими участками могут быть скалы, глины после отступания ледника или прохождения селя, остывшая лава, участки открытой добычи полезных ископаемых, с которых снят верхний слой почвы и т.п. На таких бесплодных участках первичная сукцессия от голой скальной породы до зрелого леса может занять от сотен до тысяч лет.
Более распространенным типом сукцессий является вторичная сукцессия, то есть последовательное развитие сообществ в ареале, в котором естественная растительность была устранена или сильно нарушена, но почва не была уничтожена. Участками, на которых может наблюдаться вторичная сукцессия, могут быть заброшенные сельхозугодья, сгоревшие или вырубленные лесные участки, земли, где растительность уничтожена в результате ведения горностроительных работ, сильно загрязненные водные источники, затопленные ранее территории и т.п.