Как и почему!?

Плодовитость животных является признаком, который редко сильно варьируется. Но плодовитость означает только число яиц в кладке или количество рожденных детенышей и не связан напрямую с выживанием вида. Выживание определяется только количеством потомков, достигающих половозрелого возраста, (состояния, когда они могут размножаться). Чаще всего не существует связи между плодовитостью и количеством половозрелых особей. Плодовитость выступает не более чем составной частью стратегии продолжения рода, направленной на то, чтобы замещать старые особи взрослым молодняком. Здесь возможно большое количество комбинаций. Можно отложить большое количество яиц и бросить их на волю случая, как делают большинство рыб или земноводных. А можно произвести на свет одного детеныша, но уделять много времени его защите и кормлению, как у приматов. А совмещать оба типа поведения невозможно: нельзя отложить большое количество яиц и сделать так, чтобы все они достигли возраста размножения. Вот почему родители, производящие как можно больше яиц или детенышей, никогда не берут на себя заботу о молодых особях, что приводит к большой смертности.

Некоторые животные живут до ста лет, другие — несколько часов. Продолжительность жизни — одно из свойств, выработанных в процессе естественного отбора и вносящих вклад в стратегию выживания видов. Каждый вид должен располагать достаточным количеством молодых особей, способных заменить регулярно умирающих животных. Можно было бы предположить, что большая продолжительность жизни представляет преимущества для выживания вида, поскольку каждая самка сможет размножаться в течение более долгого времени, но зависимость эта не так проста. Демография животного населения зависит от многих факторов (продолжительность жизни, продолжительность периода размножения, количество новорожденных в каждом выводке или интервал между двумя кладками, смертность молодых особей). Поскольку ресурсы, в частности энергетические, всегда ограничены, все эти факторы для одного вида одновременно не могут быть оптимальными. Долгая жизнь взрослых особей, которая влечет за собой большие расходы на поддержание нормального состояния организма, несовместима с большим количеством молодых особей, также требующих затрат. Короткая жизнь не является препятствием для выживания вида, если сопровождается появлением на свет большого количества новых особей, способных достичь половозрелого возраста.

Большей части животных свойственна способность перемещаться в пространстве: только губки, актинии и некоторые другие беспозвоночные, в основном морские, ведут неподвижный образ жизни. Но даже и в этом случае неподвижны только взрослые особи, поскольку размножение требует наличия половых клеток или подвижных личинок. Существуют разные способы перемещения: в первую очередь это ходьба и бег, а также ползание, плавание и полет. Все они позволяют обследовать среду и удовлетворять многочисленные жизненные потребности: найти пищу, встретить сексуального партнера, убежать от хищника, выбрать место, чтобы отложить яйца или вырастить детенышей. Способность двигаться обусловила появление целой серии приспособлений. Это прежде всего разные выросты: задние лапы плавунцов (водяных жуков), увеличенные и покрытые волосками, которые служат веслами и позволяют достичь дна пруда; плавники рыб, изначально бывшие кожными складками, которые поддерживаются скелетными лучами; крылья птиц, в ходе эволюции произошедшие из плавников рыб, покрытые перьями, которые позволяют двигаться в воздухе; лапы наземных позвоночных, также сформировавшиеся из рыбьих плавников.

Существуют и дополнительные приспособления, которые облегчают перемещение: складки кожи между пальцами земноводных, образующие ласты; сильно развитая пяточная кость на задних лапах кенгуру, трансформированная в настоящую «машину для прыжков»; мощный мускульный аппарат гепарда, самого быстрого млекопитающего на Земле. Наконец, некоторые животные в случае опасности могут перемещаться очень быстро благодаря специальным органам, таким как фурка (раздвоенный орган, сложенный под брюшком и растягивающийся назад, как пружина), позволяющая ногохвосткам прыгать на большую высоту, или воронка спрутов, при помощи которой они резко отталкиваются назад. Неспособные быстро двигаться животные, как правило, защищены раковиной или панцирем или обладают способностью к мимикрии и таким образом обеспечивают существование вида.

В пределах каждой большой группы животных размер видов сильно различается. Например, среди млекопитающих длина туловища колеблется от 33 м у синего кита до 4 см у этрусской землеройки. Размер вида подчинялся законам эволюции: он выработался в результате естественного отбора и должен рассматриваться как адаптивный признак. Иначе говоря, в определенной среде и с учетом всех морфологических, физиологических, поведенческих и т. п. особенностей вида размер является наилучшим возможным компромиссом между преимуществами и неудобствами быть большим или маленьким. Размер, например, объясняется зависимостью от хищничества: большое животное способно защититься от хищника, зато маленькому легче спрятаться; и во всех случаях размер хищника редко намного отличается от размера жертвы.

Интерпретировать биологический признак как ответ на некую определенную особенность живой или неживой среды, за редким исключением, трудно, чтобы не сказать, в корне неверно. Так обстоит дело с размером и с другими характеристиками вида: размер является ответом на комплекс условий, созданных как природой, так и другими живыми существами, и тесно связан с другими особенностями вида (с размножением, метаболизмом и т. д.).

Доказательство сказанного — тесная связь между размером особи и степенью половой зрелости, продолжительностью жизни, количеством откладываемых яиц, интенсивностью дыхания.

Вес, очевидно, зависит от размера; он возрастает по экспоненте при увеличении длины. Скелет животного может оказаться недостаточно прочным, чтобы поддерживать массу мускулов и других тканей, имеющих жизненно важное значение. Наиболее тяжелые из ныне живущих животных (киты, акулы) относятся к морским видам. Вода имеет лучшую несущую способность, чем воздух (предмет, помещенный в воду, выталкивается из нее с силой, равной весу вытесненной воды), и при равном весе скелет подвергается меньшей нагрузке в воде. Впрочем, в древности на суше обитали очень тяжелые животные: вес некоторых динозавров достигал 100 т, как у современных синих китов.

В 1986 году ученые обнаружили еще неисследованную пещеру близ Добруджы (Румыния). В ней нашли странную фауну, интересную по многим причинам, в том числе тем, что она обитала в абсолютной темноте, при наличии очень малого количества кислорода и без контакта с внешним миром в течение нескольких миллионов лет.

В этой изолированной экосистеме первичными производителями были хемотрофные бактерии (получающие энергию из минерального субстрата), а жизнь в изоляции способствовала появлению видов, абсолютно неизвестных до этого времени. Было выявлено 34 сухопутных вида (ногохвостки, мокрицы, пауки, многоножки, жесткокрылые), около 20 видов водных животных (водные скорпионы, пиявки, черви), бактерии, грибы и простейшие.

У животных были обнаружены, кроме обычных приспособлений к жизни в пещере, таких как обесцвечивание покровов, специфические приспособления (симбиоз с микроорганизмами, особый режим питания, новый способ размножения и т. п.).

Открытия касаются не только существующих в настоящее время видов. Так же регулярно ученые обнаруживают ископаемые, которые принадлежат к неизвестному виду, исчезнувшему иногда миллионы лет назад. Однако в палеонтологии решение о выделении нового вида — вопрос очень деликатный, поскольку ученые редко располагают полным организмом. Так, нередко выясняется, что обнаруженный зуб или бедренная кость принадлежат одному животному, а позвонок — другому. Обычно только через несколько лет, после обнаружения более полного организма, каждый фрагмент может быть отнесен к тому или иному виду. Часто палеонтолог открывает новый вид, просто внимательно рассматривая ископаемые, хранившиеся в течение десятков лет в музейных экспозициях.

Составить опись всех живых организмов, обитающих в окружающей среде, непросто. Фауна ряда стран осталась плохо изученной по различным причинам (продолжительные войны, политическая изоляция, отсутствие местных натуралистов и т. п.), а некоторые среды вообще трудноизучаемы: подземная среда, высокогорные или тропические районы, которые считаются самой богатой зоной на планете по биологическому разнообразию. Примером этого богатства является открытие 130 новых видов тараканов только в 1991 году в Гайане.

Читать полностью…

Каждый год специалисты открывают новые виды животных. Новых позвоночных открывают достаточно редко, в частности птиц (в среднем менее 5 видов в год) и млекопитающих (около 10 в год). Из млекопитающих открывают, как правило, новые виды грызунов, летучих мышей и землероек, однако недавно были открыты новые виды лемуров и обезьян (например, сертопитек в Габоне в 1988 году) и даже более крупных млекопитающих, таких как коза саола и два вида оленей (соответственно в 1992, 1994 и 1997 годах во Вьетнаме).

В 99% случаев открываемые сегодня новые виды относятся к беспозвоночным; эти открытия обычно остаются не замеченными широкой публикой. Фактически беспозвоночные (около 1,15 миллионов видов моллюсков, насекомых, пауков, ракообразных, различных червей, медуз и т. д.) изучены намного хуже, чем позвоночные (рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие), гораздо менее многочисленные (только 48 500 видов), с которыми человек всегда был связан более тесными связями. Уже 150 лет назад было известно не менее половины зарегистрированных сегодня птиц и только 5% известных в наше время пауков и ракообразных и 0,5% нематод (круглых червей, таких как аскарида). Это дает основание предположить, что если в настоящее время известно около 15 000 видов нематод, то всего их существует несколько сотен тысяч (заметим, что столовая ложка ила может содержать тысячу круглых червей, принадлежащих более чем к 30 различным видам). Читать полностью…