НАТУРАЛИСТЫ В РЯДАХ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ ЭВОЛЮЦИИ: РАЗВЕДЧИКИ ИЛИ ОБОЗ?

М. Мина,
Институт биологии развития РАН

До середины XX века слово “натуралист” использовалось в его словарном значении. По Далю, “натуралист — испытатель природы, естествоиспытатель, естествослов, изучающий природу по трем ея царствам: минералог, ботаник или зоолог”. В соответствии с этим определением, всякий биолог есть натуралист. Натуралистом считал себя Чарлз Дарвин (вспомним название его книги: “Путешествие натуралиста на корабле “Бигль””), натуралистами были Альфред Уоллес и другие исследователи, трудами которых создавалась эволюционная теория.

В 30—40-х годах XX века оформилась “синтетическая теория эволюции”, объединившая достижения классического дарвинизма и генетики. Эта теория развивалась, ассимилируя результаты полевых наблюдений и лабораторных экспериментов. Вскоре, однако, наметилось некое противопоставление полевых исследований исследованиям экспериментальным. В 1950 г. Марстон Бейтс отмечал, что “слово “натуралист” получило в академических кругах пренебрежительный смысл, поскольку стало ассоциироваться с термином “любитель природы””.

В 1966 г. в журнале “Американский натуралист” была опубликована статья Ф.Г. Добржанского “Старомодны ли натуралисты?” Добржанский отмечал, что определения “натуралист” и “естественная история” утратили точный смысл и “натуралистом” обычно называют биолога, работающего в поле или изучающего материалы, собранные в поле и хранящиеся в музеях и гербариях, при этом он полагал, что “разделение “в поле или в лаборатории” никогда не имело большого теоретического или методологического смысла в биологии, а сегодня стало совершенно бессмысленным”, и считал, что в современной биологии полевые и лабораторные исследования должны идти рука об руку и ни одно из направлений не должно доминировать. В принципе, с этим вряд ли кто-то мог не согласиться, но тем не менее полевые и лабораторные исследования все более дивергировали.

В общем и целом, среди биологов-экспериментаторов утвердилось мнение, что натуралисты если и полезны, то лишь как хранители справочных материалов. В 1998 г. в том же журнале была напечатана статья Дугласа Фатаймы “Для чего нужен и куда держит путь натуралист?”. Автор сетовал на то, что развитию молекулярной биологии сопутствует пренебрежение к “естественоисторическим” дисциплинам (зоологии и ботанике), выражающееся в сокращении университетских курсов и числа мест для специалистов. Соглашаясь, что слово “натуралист” приобрело уничижительный оттенок и подразумевает недостаток “концептуализации, интеллектуальности и научной строгости”, Фатайма определял “натуралиста-исследователя” как человека, который обладает “широким и глубоким знанием одной или более групп организмов или экологических сообществ и может привлекать свои знания систематики, распределения, образа жизни, поведения и, возможно, физиологии и морфологии для того, чтобы инспирировать идеи, оценивать гипотезы, разумно планировать исследования с учетом особенностей организмов”.

Примерно так же рисует современного натуралиста Питер Грант в статье, опубликованной в первом номере “Американского натуралиста” за 2000 г., которая называется “Что значит быть натуралистом в конце двадцатого века?”: “Быть натуралистом — значит, задавать вопросы непосредственно об организмах в природе и искать ответы везде, где их можно найти (в макроэкологии, популяционной генетики и т.д.), используя все доступные методы (полевые эксперименты, анализ ДНК и т.д.)”.

Не есть ли, однако, “современный натуралист”, “натуралист-исследователь” лишь некий идеальный образ? Можно ли назвать имена зоологов, соответствующих определениям Фатаймы и Гранта? Полагаю, что можно. В частности, среди российских зоологов этим определениям в наибольшей мере соответствует Н. Н. Воронцов. Его подход к изучению эволюции характеризуется глубоким знанием с одной стороны, тех задач, которые существуют в этой области, а с другой — широкого круга объектов и умением то ли выбрать для решения конкретной задачи адекватный объект, то ли определить задачу, которая может решаться именно на данном объекте. Так или иначе, опыт натуралиста, полевого исследователя, знатока группы организмов сочетался у него с эрудицией эволюциониста и в результате рождались интереснейшие работы.

Разделение направлений исследований, о котором писал Ф.Г. Добржанский, в значительной мере сопряжено с тем, что усилия эволюционистов-экспериментаторов концентрируются на изучении узкого круга “удобных” объектов. Однако объекты, удобные для решения одних задач, неудобны для решения других и эти, последние, просто выпадают из рассмотрения, отходят на задний план, становясь предметом философических спекуляций. Работы Н. Н. Воронцова и его школы наглядно демонстрируют, что при изучении “нетрадиционных” объектов (хомяков, сусликов, диких баранов, слепушенок и т.д.) вполне возможно использовать “современные” (генетические, цитологические) методы в сочетании со “старыми” морфологическими и что получаемые при этом результаты позволяют по-новому подойти к решению таких эволюционных проблем, как проблема клинальной изменчивости или хромосомного видообразования.

Хотелось бы, чтобы этот пример побудил натуралистов-зоологов (а равно — ботаников) задуматься о том, какие из известных им объектов и какие природные ситуации представляют интерес в плане изучения эволюции. Время не ждет. В современных условиях интересная ситуация может кардинально измениться до того, как ее исследуют. Примеры такого рода известны, вероятно, каждому зоологу. Я приведу несколько — имеющих отношение к исследованиям эволюции рыб.

С давних пор большое внимание уделялось изучению скоплений симпатрических (совместно обитающих) близкородственных видов рыб. Наиболее известны такие скопления видов цихлид в Великих озерах Африки, упоминаемые, кстати сказать, Н. Н. Воронцовым в его последней книге “Развитие эволюционных идей в биологии”. Судьба этих рыб печальна. В частности, в оз. Виктория в результате вселения хищника — нильского окуня — и развития тралового промысла многие эндемичные виды цихлид (а их там было, по некоторым оценкам, около пятисот) исчезли или находятся на грани исчезновения. Исследователям осталось изучать те виды, которые пока существуют, и думать, как предотвратить их вымирание.

Еще трагичнее судьба карповых рыб, которые формировали скопление видов в оз. Ланао, так же упоминаемое в той же книге Н. Н. Воронцова. Оз. Ланао расположено на острове Минданао (Филиппинские острова). В 30-х годах XIX века А. Херре сообщал о наличии в нем 18 эндемичных видов южно-азиатских усачей (подсемейство Barbinae), близких родичей тех барбусов, что хорошо известны аквариумистам. Морфологические различия между этими видами были настолько велики, что ихтиологи сочли возможным выделить 4 эндемичных рода. В одном случае, по оценкам авторитетных специалистов, различия превосходили наблюдаемые между семействами. Усачи оз. Ланао представляли несомненный интерес для исследователей эволюции, в частности — как пример симпатрического видообразования. К сожалению, в 70-х годах, когда были предприняты первые попытки собрать материал для электрофоретического анализа белков усачей из оз. Ланао, там сохранились, по сообщению И. Корнфилда и К. Карпентера, лишь 3 вида. Все остальные вымерли вследствие перелова, загрязнения, интродукций, а также снижения уровня озера, вызванного использованием воды для нужд гидроэнергетики.

Скопление видов, напоминающее то, что существовало в оз. Ланао, но представляющее группу так называемых крупных африканских усачей, есть в оз. Тана (Эфиопия). Первым о существовании в этом озере усачей, чрезвычайно различных по внешнему виду, сообщил Э. Рюппель в 1836 г., описав из оз. Тана 6 видов и 1 род. Впоследствии одни исследователи описывали новые виды, другие объединяли ранее описанные, так что общепринятой оценки числа видов до сих пор нет. Несомненно одно: половозрелых танских усачей удается разделить по внешним признакам (форме тела, окраске, размеру и положению рта) как минимум на двенадцать групп (форм), будь то виды или морфы одного вида. Некоторые из эти групп связаны переходными вариантами, но для каждой можно определить типичных представителей.

В 1994—1995 гг. голландские исследователи Л. Нагелькерке, Ф. Сиббинг и Я. Оссе выделяли 14 таких форм, которые позже признали разными видами. Они отмечали, что различия по внешним признакам между этими формами сопоставимы с различиями между родами европейских карповых, например между лещом и жерехом. Эти же авторы показали, что группы значительно различаются по экологии, особенно — по характеру питания.

На рисунке изображены типичные представители нескольких групп (форм) усачей оз. Тана: а) форма, морфологически близкая к той, от которой произошли все прочие; б) длиннорылая форма с конечным ртом; в) длиннорылая форма с нижним ртом; г) большеротая форма; д) большеглазая форма; е) “горбатая” светлая форма; ж) “горбатая” темная форма; з) форма с увеличенными губами.

Усачи оз. Тана — прекрасный объект для изучения симпатрического видообразования, механизмов репродуктивной изоляции, адаптивной радиации, роли размерной и возрастной изменчивости признаков в формировании морфологического разнообразия. За последние десять лет интерес к исследованию этих рыб возрос. В нескольких лабораториях проводится анализ их ДНК. Кроме упомянутых голландцев на оз. Тана работали российские ихтиологи в рамках программы Российско-Эфиопской биологической экспедиции. Тем не менее, есть реальная опасность, что интенсивное развитие промысла приведет к исчезновению существующего разнообразия танских усачей раньше, чем они будут изучены.

Разнообразие карповых рыб в фауне России не столь велико, как в тропиках, но зато в ней богато представлены лососевидные. В эволюционном аспекте особенно интересны комплексы форм, находящихся на разных стадиях дивергенции, например комплексы форм в родах Salvelinus (гольцы), Coregonus (сиги) и Thymallus (хариусы). Эти комплексы издавна исследовали ихтиологи. В последнее время при их изучении все больше используются генетические методы. До сих пор, однако, нельзя сказать, что известны все районы, где разнообразие форм той или иной группы особенно велико и соответственно перспективны исследования путей и механизмов эволюционной дивергенции.

Например, лишь в последние годы привлекли к себе внимание озерные гольцы Забайкалья. Работами С. С. Алексеева и его коллег было показано, что в разных озерах независимо происходил и происходит процесс, в результате которого возникают и в конце концов репродуктивно обособляются популяции карликовой формы. Изучив ситуации в разных озерах, можно выстроить их в ряд, повторяющий временную последовательность стадий симпатрического видообразования.

Основной вывод из всего сказанного выше состоит в том, что зоологам-натуралистам необходимо соотносить наблюдаемые в природе ситуации с задачами эволюционной биологии, не надеясь, что кто-то сделает это за них. Полезно помнить слова Ф. Г. Добржанского: “Ничто в биологии не имеет смысла, иначе как в свете эволюции”. Надо активно искать контакты с коллегами-экспериментаторами и, сколь возможно, самим осваивать генетические методы исследования, хотя при нынешнем состоянии науки в России эта рекомендация трудно выполнима, особенно для зоолога, работающего вдали от научных центров.

Что касается “лабораторных” исследователей, то в их интересах не рассматривать натуралистов только как представителей более или менее уважаемой науки прошлого века, поскольку именно натуралисты могут указать ситуации, изучение которых будет способствовать решению известных и определению новых задач теории эволюции. Известный генетик Ричард Левонтин писал: “Описание и объяснение генетического изменения в популяции является описанием и объяснением эволюционного изменения лишь в той мере, в какой мы можем связать эти генетические изменения с наблюдаемым разнообразием живых организмов в пространстве и во времени”. Сведения же об этом разнообразии могут дать только натуралисты.

С автором статьи Михаилом Валентиновичем Миной можно связаться через редакцию журнала.

| архив | содержание | вверх |