Экология: биология взаимодействия. 1.13. (дополнение) В чем искать причины особенностей биосистем?

Українська / Русский

1.12. (дополнение) Модели, их ограничения и опасности

Д. Шабанов, М. Кравченко. Экология: биология взаимодействия

Глава 1. Экология и биосистемы, которые она изучает

2.01. Биосфера

1.13. (дополнение) В чем искать причины особенностей биосистем?

Тигр, о тигр, светло горящий
В глубине полночной чащи,
Кем задуман огневой
Соразмерный образ твой?

В небесах или глубинах
Тлел огонь очей звериных?
Где таился он века?
Чья нашла его рука?

...

Неужели та же сила,
Та же мощная ладонь
И ягненка сотворила,
И тебя, ночной огонь?

Тигр, о тигр, светло горящий
В глубине полночной чащи!
Чьей бессмертною рукой
Создан грозный образ твой?

Вильям Блейк (перевод С. Маршака)

Именно эколого-эволюционный подход (рис. 1.06.1)  позволяет понять, почему организмы таковы, какими мы их наблюдаем. Ключ к объяснению свойств любой биосистемы лежит в рассмотрении особенностей ее отношений со средой на протяжении ее истории. Можно ли ответить на вопрос, почему наземные позвоночные оказались четвероногими, а не шестиногими, как в модели Меншуткина-Медникова, описанной в предыдущем пункте? Подробный ответ на этот вопрос потребует много места, но коротко изложить его логику можно и здесь.

В ту эпоху, когда происходило становление планов строения типов животных (в кембрийском периоде), та из групп, потомками которой являются позвоночные, перешла к фильтрации морской воды благодаря активному плаванию. Придонные слои воды в то время (как и сейчас) фильтровали представители многих других групп животных. Подъем фильтраторов в толщу еще никем не отфильтрованной воды был эффективным способом ухода от конкуренции.

Успешным окажется тот образ жизни, при котором организм получает больше энергии, чем тратит на ее получение. Затраты энергии на плавание должны были быть меньше того выигрыша, который можно было получить от переваривания взвешенных в воде пищевых частиц. Самый экономный способ плавания — тот, при котором все тело используется как плавно изгибающееся весло. Гибкая струна, тянущаяся вдоль всего тела, позволяла запасать часть энергии, тратившейся на изгиб тела, и сделать плавание еще более экономным. Волну сокращений, пробегавших вдоль тела, обеспечивали сегментированные мышцы.

Совершенствовать образ жизни можно не только благодаря экономии энергии при плавании, но и при повышении эффективности питания. Повысить его эффективность можно, если потреблять не только взвешенные в воде частички, но и избирательно поедать водных животных (вначале мелких, потом — все более крупных…). Именно поэтому некоторые из активноплавающих фильтраторов перешли к хищному питанию. Чтобы хватать уворачивающиеся жертвы, им пришлось сделать свое плавание более быстрым и маневренным. Чтобы дать опору мышцам, вокруг хорды в каждом сегменте тела развивались хрящи или кости — позвонки.

Добыча, за которой охотится превосходящий ее по размерам хищник, пытается уходить от преследования благодаря резким рывкам в сторону. Значит, хищнику для плавания необходимы рули. Их роль выполняла кожная складка, тянущаяся вдоль тела и разбивающаяся на отдельные участки — парные плавники (рис. 1.13.1). В качестве рулей наиболее эффективными оказались те участки складки (плавники, которые находились в передней и задней части тела — грудные и брюшные плавники, 1.13.2). Когда далекие потомки этих животных перешли к наземной жизни, позвоночник стал опорой тела — чем-то вроде горизонтальной балки между двумя мостами, поясами конечностей, а парные плавники стали конечностями. Когда потомки этих потомков от лазания по деревьям перешли к двуногой жизни на земле, позвоночник стал вертикальной опорой их тела.

Рис. 1.13.1. У этой девонской акантоды (Climatius) сохранялось несколько пар парных плавников

Рис. 1.13.2. Развитие парных плавников из боковой складки 

Обратите внимание, какие аргументы были использованы в ходе ответа на заданный вопрос. Они касались образа жизни, истории развития рассматриваемой группы и ее морфофункциональных особенностей. Особенности строения и функций организмов и иных биосистем могут быть объяснены только при рассмотрении истории действия экологических, связанных со спецификой взаимодействия со средой, причин.

 

Дополнительные материалы:

Колонка: Кредо зоолога или Чему мы можем научиться у собственной животной природы?

 

Українська / Русский

1.12. (дополнение) Модели, их ограничения и опасности

Д. Шабанов, М. Кравченко. Экология: биология взаимодействия

Глава 1. Экология и биосистемы, которые она изучает

2.01. Биосфера