Знание-сила, 2006 № 01 (943)

Корреляционные плеяды

"Знание — сила", 1970, № 9

В 1967 году в журнале "Знание — сила" была напечатана первая научно-популярная статья Раисы Львовны Берг.

За ней последовали другие. За время сотрудничества с журналом Раиса Львовна опубликовала пять статей, вошедших в золотой фонд наших публикаций.

В них излагались вещи, лишь недавно в то время допущенные в широкую печать: основы наследственности, теория стабилизирующего отбора.

Назначение разных частей цветка различно. Пылинки выдают пыльцу, тычиночные нити подводят ее к определенному участку на теле насекомого. Рыльце снимает пыльцу, столбик обеспечивает подгонку рыльца к тому месту, где на тельце насекомого расположена порция пыльцы. Чашелистики, лепестки, шпорца заставляют насекомое принять нужную позу.

Измерения показали: чем более непосредственное участие принимает та или иная часть цветка в устройстве пыльцы, тем стандартнее ее размеры. Комплекс свойств, характеризующий стандартные цветки, включает еще один признак — наличие насекомого, специфического переносчика пыльцы. Экономическое значение стандарта совершенно ясно — растение не бросает пыльцу на ветер, стандарт размеров тычиночных нитей, шпорец, столбиков, стандарт уровня стояния нектара в резервуарах позволяет тратить минимальное количество пыльцы, достигая при этом максимальной надежности ее перекрестного опыления. Для обеспечения этой экономии недостаточно одного стандарта — нужна согласованность размеров частей друг с другом в пределах цветка и стандарт размеров всех одновременно распустившихся цветков! И с размерами насекомого!

Где же калибровщик, способный решать столь сложные задачи? Ответ тривиален: это отбор (обыкновенная говоряшая лошадь из английского анекдота) — отбор, который может хотя не все, но еще и не такое.

Отбор в пользу нормы, гибель всех уклонений от нее академик Н. И. Шмальгаузен назвал стабилизирующим отбором.

Растение, не способное правильно поместить комочек своей пыльцы на насекомом, практически бесплодно. Его пыльца никогда не попадает на рыльца цветка того же вида, что и оно само. Стандартные выживают, нестандартные сметаются с лица Земли, хотя, быть может, гибнущие — крупнее, красивей, еще скаредней или, наоборот, щедрее своих собратьев — тех, кто принял участие в воспроизведении следующего поколения.

Технический контроль размеров производят сами транспортировщики пыльцы — насекомые. Испытание, сопоставление, выверка идут непрерывно, пока длится цветение.

Насекомое производит калибровку не размышляя, квантовано ли физическое пространство и содержится ли мера протяженности внутри самих пространственных интервалов, остаются ли аксиомы и постулаты правильными, вопреки тому, что опытные законы, которые определили их выбор, оказываются лишь приблизительными. Проблема та же, что с часами, на которые не дано посмотреть ни червю, ни пчеле. Переносчик пыльцы действует, как будто зная, что измерять можно только с помощью жестких стержней, не меняющих существенно свою длину в тех границах температурных колебаний, тех изменений давления, влажности, электромагнитных флуктуаций, в которых возможна жизнь. От химического строения измерительного прибора насекомое абстрагируется.

Жесткий стержень, перемещаемый с целью калибровки, — само насекомое. В одном существе слиты грузчик, водитель, транспортное средство и измерительный прибор.

Там, где нет локализации пыльцы, нет и калибровки, и цветы мака изменчивы в широких пределах. Там же, где калибр цветка есть, он выверен по насекомому и по другим цветкам растений того же вида, растущих поодаль, но отнюдь не по размерам стеблей, листьев и соцветий самого растения и уж, во всяком случае, не по условиям его произрастания. Есть теневые и световые листья. Теневых и световых цветков не бывает. Цветки независимы. Одни условия среды во взаимодействии с генотипом определяют рост растения в целом. Это — минеральное питание, освещение, влажность. Другие — выступают в роли браковщиков размеров цветков: насекомые — переносчики пыльцы. А уж они-то решительно никакого влияния на рост и развитие растения не оказывают. Производственные цеха и отдел технического контроля разобщены. Испытание пригодности не может подправить испытуемую деталь строения, жесткий стержень перемещается с неумолимостью: пригоден, и твои гены вольются в фонд следующего поколения, непригоден — потомки обойдутся без твоих наследственных задатков.

Так возникает в эволюции жесткий наследственный детерминизм, стандарт, независимость от формирующих условий среды.

Цветки растений точно приспособлены к своим опылителям - насекомым

Эволюция насекомых и растений — единый процесс. Независимы от условий не только размеры определенных частей цветка — не реагирует на изменение условий существования и длина хоботка пчелы. Это давно, еще в двадцатые годы нашего века, показал профессор Московского университета В. В. Алпатов. Оказалось, что не одни шмели могут опылять клевер, но и южные породы медоносной пчелы и не только импортные итальянские пчелы, но и свои — кавказские. Труднейшая проблема получения семян клевера, труднейшая именно из-за отсутствия или нехватки переносчиков пыльцы, была решена. Биоматематика — вернее, ее ветвь, биометрия — сразу стала на службу сельскому хозяйству.

А уж если хоботок у пчелы длинный, достаточный, чтобы добыть нектар из трубочки цветка красного клевера, то он инвариантно срабатывает у всех представителей данной породы, даже если сами они недомерки. Но пчелы редко бывают недокормленными. Они развиваются в ячейках заданного размера, а параметры ячеек, как и их форма, а тем самым и порция пищи, получаемая дичинкой, создаются инстинктивными действиями рабочих пчел. Гены, ответственные за строительный инстинкт рабочих пчел, определяют по цепочке: стандарт размеров ячей, развивающихся в них личинок, взрослых особей целого поколения, стандарт длины хоботков, а вслед за ними — стандарт размеров цветков. Гены, контролирующие строительный инстинкт рабочих пчел, — причина стабилизации цветков, опыляемых пчелами растений. Набор генов биоценоза выступает как целое, части которого связаны причинно-следственными отношениями.

Пространственное, хорологическое постоянство соблюдено везде, где разобщены формирующие и отбирающие факторы среды.

Создать комплексы свойств, согласованных друг с другом, иначе говоря, коррелированных друг с другом и независимых от других свойств того же организма, могут все условия среды, все обстоятельства жизни, не принимающие участия в формировании организма или его части, если речь идет именно о части. В роли браковщиков, ответственных за повышение жесткости генотипического контроля, выступают живые компоненты среды — самцы по отношению к самкам и самки в отношении к самцам, родители по отношению к представителям следующего поколения — будь то детеныши, птенцы, яйца, икринки или семена, — и детеныши не отстают от представителей старшего поколения, безжалостно бракуя тех, кто не способен произвести на свет свое потомство, пусть даже при этом гибнут и родители, и дети. Цветки и насекомые, хищники и жертвы, хозяева и их всевозможнейшие паразиты несут службу в ОТК своих предприятий-сообществ, осуществляя стабилизирующий отбор.

Подобно живым браковщикам на поприще повышения жесткости наследственных программ выступают специфические функции — полет и парение, бег и корчевание корней, брачные игрища и гнездостроение. Летучка одуванчика не более стандартна, не менее подвержена влиянию внешних условий, чем ритуал ухаживания самца за самкой у всех видов, где есть самцы и самки и где идет вербовка. Полет выступил как испытатель аэродинамических свойств летучки, функция размножения — как браковщик повадок самца.

Третье условие стандартизации — контроль над одними частями или признаками со стороны других частей или признаков того же организма. Согласованность размеров тычинок и пестиков у растений, размножающихся самоопылением, возникает именно этим путем. Среда органа — другие органы того же организма. Работать совместно органы могут и в том случае, если они не взаимодействуют в процессе роста и формирования организма. Тогда один орган становится испытателем пригодности другого. Образуется стандарт и согласованность размеров и расцветок, форм и функций. Каждая особенность подвергается испытанию в сочетании со всей организацией вила, и каждый уже отобранный признак становится фактором других признаков. Окраска скорлупы яйца должна быть строго согласована с инстинктом гнездостроения, а не то — беда.

Так всевозможнейшими путями возникают независимые друг от друга группы коррелированных друг с другом признаков. Описал эти группы профессор Ленинградского университета П. В. Терентьев. Он дал им имя — корреляционные плеяды.

Комочек пыльцы клевера на нижней стороне головы шмеля — очень узкое поле наблюдения. Неожиданно распахнулся широчайший горизонт — локализация пыльцы, строжайший режим экономии, стандарт размеров, жесткий генный контроль, независимость, преисполненная достоинства и дисциплины. Свобода на службе согласования.

Нигде независимость живого от среды — независимость, которая возникает под отбирающим влиянием среды и обеспечивает совершенство приспособления к разным сторонам окружающей действительности, не выступает так ясно, как на примере корреляционных плеяд. Все равно, какие признаки вовлечены в них — касающиеся организации в пространстве или во времени.

Елена Щукина