Я отнюдь не сомневаюсь, что некоторые из реакций, наблюдаемых в организмах, не зависят от адаптации, но такие реакции обычно не являются целесообразными. Любопытно, что Негели упоминает образование галлов у растений среди своих примеров целесообразных реакций на внешние раздражители. Я думаю, однако, что вряд ли можно утверждать, что галлы приносят какую-либо пользу растению: напротив, они могут быть даже очень вредны для него. Галл полезен только насекомому, которое он защищает и снабжает пищей. Недавние и превосходные исследования Адлера и Бейеринка показали, что укол, сделанный орехотворкой (Cynips) при откладке яиц, не является раздражителем, вызывающим галл, как считалось ранее, а что такой раздражитель обеспечивается личинкой, которая развивается из яйца. Присутствие этого маленького, активно движущегося инородного тела стимулирует ткань растения определенным образом, всегда производя результат, который выгоден личинке, а не растению. Для последнего было бы выгодно, если бы оно убило вторгающуюся личинку, либо заключив ее в древесную ткань, лишенную питания, либо отравив ее каким-либо едким секретом, либо просто раздавив ее активным ростом окружающих тканей. Но ничего подобного не происходит: фактически активный рост клеток (образующий так называемую «бластему» Бейеринка) происходит вокруг эмбриона, пока он еще заключен в яйцевую оболочку; но рост не таков, чтобы раздавить эмбрион, который остается свободным в полости, так называемой личиночной камере, которая образуется вокруг него. Было бы неуместно обсуждать здесь вопрос о том, как мы можем представить себе, что растение таким образом вынуждено производить рост, который во всяком случае безразличен и может быть вреден для него; и который, более того, точно приспособлен к потребностям его врага-насекомого. Но во всяком случае очевидно, что это не может быть примером самозащитной реакции на раздражитель и что, следовательно, организм не всегда отвечает на внешние раздражители образом, полезным для самого себя.
Но даже если бы мы могли принять предположение, что целесообразная реакция организма на раздражение является первичным, а не вторично приобретенным признаком, такой принцип ни в коем случае не был бы достаточен для объяснения существующих адаптаций. Негели пытается объяснить некоторые избранные случаи адаптации как прямые результаты внешних раздражителей. Он рассматривает густой волосяной покров млекопитающих в арктических регионах и зимний покров животных в умеренных регионах как прямую реакцию кожи под влиянием холода. Он считает, что рога, когти и бивни животных возникли непосредственно как реакции на раздражители, приложенные к определенным частям поверхности тела при нападении и защите. Эта интерпретация похожа на ту, что была предложена Ламарком в начале этого века. На первый взгляд такое предположение кажется правдоподобным, ибо приобретение густого волосяного покрова млекопитающими умеренных регионов действительно совпадает по времени с холодным временем года. Но возникает вопрос, не является ли производство большего количества волос в начале зимы лишь еще одним примером вторичного признака, подобно принятию зеленого цвета квакшей под раздражением, оказываемым сильным светом.
В случае с волосяным покровом необходимо лишь произвести большее количество структур, подобных тем, что существовали ранее; но как могло быть возможным, чтобы лепестки цветов с их своеобразными и сложными формами развились из тычинок как прямой результат воздействия насекомых, которые посещают их для получения пыльцы и нектара? Как могли ползание этих насекомых и мелкие уколы, сделанные ими, составлять раздражители для производства ускоренного роста? И как можно каким-либо образом объяснить, просто увеличением роста, происхождение структуры, в которой каждая часть имеет свое собственное отчетливое значение и играет своеобразную роль в привлечении насекомых и в процессе перекрестного опыления, осуществляемого ими? Даже если бы многообразные особенности формы можно было объяснить таким образом, как может такое объяснение возможно подойти для окраски цветов? Как можно было бы объяснить белый цвет цветов, которые открываются ночью, как прямой результат ползания насекомых? Как может предположение о такой причине предложить какое-либо толкование того факта, что цветы, открывающиеся днем, окрашены в различные цвета, или того факта, что часто имеется яркое или высокоокрашенное пятно, которое указывает путь к скрытому нектарнику?
Существует, кроме того, большое количество очень поразительных адаптаций в форме и цвете, для которых нельзя найти раздражителя, действующего непосредственно на организм. Можем ли мы представить, что зеленая гусеница, клоп или кузнечик, сидящие среди зеленого окружения, подвергаются таким образом воздействию раздражителя, который непосредственно производит зеленый цвет в коже? Может ли палочник, который напоминает коричневую веточку, подвергаться трансформирующему раздражению, сидя на таких ветках или глядя на них? Или, опять же, если мы рассмотрим явления мимикрии, как может один вид бабочки, летая вместе с другим видом, оказывать на последний такое влияние, чтобы сделать его похожим на первый по внешнему виду? Во многих случаях мимикрии имитируемый и имитирующий виды даже не живут в одном и том же месте, как мы видим у мотыльков, мух и жуков, которые по внешнему виду напоминают столь грозных ос.
Интерпретация адаптации — слабая часть теории Негели, и довольно примечательно, что столь острый мыслитель не осознал этого сам. Почти складывается впечатление, что Негели не хочет понимать теорию естественного отбора. Он говорит, например, рассуждая о взаимной адаптации, наблюдаемой между хоботком, так называемым «языком» бабочек, и цветами с трубчатым венчиком: — «Среди самых замечательных и самых распространенных адаптаций, наблюдаемых в формах цветов, являются венчики с длинными трубками, рассматриваемые в отношении к длинным «языкам» насекомых, которые сосут нектар со дна длинных узких трубок и в то же время осуществляют перекрестное опыление растения. Оба эти приспособления постепенно развивались до их нынешней степени сложности — длиннотрубчатые венчики из тех, что без трубок, и из тех, что с короткими, длинные «языки» из коротких. Несомненно, оба развивались с одинаковой скоростью, так что длина обоих наборов структур всегда оставалась одинаковой».
Никаких возражений против этих утверждений выдвинуть нельзя, но Негели продолжает говорить: — «Но как может такой процесс развития быть объяснен теорией естественного отбора, ибо на каждой стадии процесса адаптация была неизменно полной. Трубка венчика и «язык» должны были достичь, например, в определенное время длины 5 или 10 мм. Если теперь трубка венчика становилась длиннее у некоторых растений, такое изменение было бы невыгодным, потому что насекомые уже не смогли бы получать из них пищу и поэтому посещали бы цветы с более короткими трубками. Следовательно, согласно теории естественного отбора, более длинные трубки должны были бы исчезнуть. Если, с другой стороны, «язык» становился длиннее у некоторых насекомых, такое изменение было бы излишним и должно было бы быть отброшено, согласно той же теории, как ненужная структурная трата. Одновременное изменение в двух структурах должно, согласно теории естественного отбора, быть обусловлено тем же принципом, по которому Мюнхгаузен вытащил себя из болота за свой собственный парик».
Но, согласно теории естественного отбора, дело предстает в совершенно ином свете, чем тот, в котором его выставляет Негели. Цветок и насекомое не соревнуются за большую длину своих соответствующих органов: на протяжении всего постепенного процесса цветок первым удлиняет свой венчик, а бабочка следует за ним. Их отношение не похоже на то, что существует между определенным видом животного и другим, которое служит ему добычей, где каждый стремится быть быстрее, так что скорость обоих увеличивается до максимально возможной степени в ходе поколений. Также они не стоят в том же отношении, что получается между насекомоядным видом птицы и определенным видом бабочки, которая составляет ее основную пищу; в таком случае два совершенно разных признака могут постоянно увеличиваться до своей высшей точки, например, у бабочки сходство с мертвыми и опавшими листьями, среди которых она ищет защиты при преследовании, у птицы острота зрения. До тех пор, пока последнее качество еще способно к увеличению, до тех пор будет выгодно любой отдельной бабочке напоминать лист немного более полно, чем другие особи того же вида; ибо она будет таким образом способна избегать тех птиц, которые обладают несколько более острым зрением, чем другие. С другой стороны, птица с несколько более острым зрением будет иметь наибольший шанс поймать лучше защищенных бабочек. Только таким образом мы можем объяснить постоянное производство таких необычайных сходств между насекомыми и листьями или другими частями растений. На каждой стадии роста и насекомое, и его преследователь полностью адаптированы друг к другу; т. е. они настолько защищены и настолько успешны соответственно, насколько это необходимо для предотвращения того постепенного уменьшения среднего числа особей, которое привело бы к истреблению вида. Но тот факт, что существует полная адаптация на каждой стадии, не мешает двум видам увеличивать те качества защиты и преследования, от которых они соответственно зависят. Настолько далеко от того, чтобы это было так, они были бы неизбежно вынуждены постепенно увеличивать эти качества до тех пор, пока физическая возможность улучшения оставалась с обеих сторон. До тех пор, пока некоторые птицы обладали несколько более острым зрением, чем те, что существовали ранее, до тех пор те бабочки обладали бы преимуществом, у которых сходство с листовым жилкованием было более отчетливым, чем у других. Но с того момента, когда была достигнута максимальная острота зрения, достижимая, при которой, следовательно, все бабочки напоминали листья настолько полно, что даже птицы с самым острым зрением могли не заметить их в покое, — с этого самого момента любое дальнейшее улучшение в сходстве с листьями прекратилось бы, потому что преимущество, которое можно было бы получить от любого такого улучшения, прекратилось бы в то же самое время.
Такое взаимное усиление адаптивных признаков представляется мне одним из важнейших факторов в трансформации видов: оно должно было сохраняться через длинные ряды видов в течение филогенеза: оно должно было затрагивать самые разнообразные части и признаки в самых разнообразных группах организмов.
У некоторых крупных бабочек индийских и африканских лесов — Kallima paralecta, K. inachis и K. albofasciata — часто указывалось, что обманчивое сходство с листом настолько поразительно, что наблюдатель, не получивший никаких намеков на этот предмет, верит, что видит лист, даже когда он очень внимательно рассматривает бабочку. Сходство тем не менее неполное; ибо из шестнадцати экземпляров в коллекциях Амстердама и Лейдена я не смог найти ни одного, который имел бы более двух боковых жилок на одной стороне центральной жилки предполагаемого листа или более трех на другой стороне; в то время как около шести или семи жилок должны были бы присутствовать на каждой стороне. Но от двух до трех боковых жилок вполне достаточно, чтобы произвести высокую степень сходства; на самом деле настолько, что остается только удивляться, как возможно было произвести такую относительно совершенную копию; или как зрение птиц могло стать настолько высокоразвитым, что, быстро летая, они могли воспринимать жилкоподобные отметины; или, говоря точнее, что они могли обнаружить тех особей с меньшим количеством жилок, чем другие. Возможно, что процесс увеличения сходства все еще продолжается у видов рода Kallima; во всяком случае, меня поразили довольно сильные индивидуальные различия в отметинах предполагаемого листа.
С другой стороны, причина увеличения длины трубчатого венчика и «языка» бабочки лежит ни в цветке, ни в бабочке, но ее следует искать в тех других насекомых, которые посещают цветок и крадут его мед, не оказывая никакой помощи в перекрестном опылении. Можно сказать коротко, что нетрубчатые венчики со свободно открытым медом — ибо должно предполагать, что предковая форма была такого рода — постепенно развивались в венчики с глубоко скрытым медом. Весь процесс, по-видимому, был впервые начат цветком, ибо постепенное удаление меда на большую глубину давало преимущество защиты от дождя (Герман Мюллер), в то время как большие количества меда могли быть запасены, и это также увеличило бы число насекомых, посещающих цветок, и сделало бы их посещения более верными. Как только произошло это удаление, ротовые части насекомых начали подвергаться селективному процессу, посредством которого эти органы у некоторых из них удлинялись с той же скоростью, с какой удалялся мед. Как только процесс начался, его продолжение было обеспечено, ибо как только посещающие цветы насекомые были разделены на две группы с короткими и с длинными ротовыми частями соответственно, дальнейшее увеличение длины трубки венчика неизбежно происходило у всех тех цветов, которые особенно выигрывали от верных посещений относительно небольшого числа видов насекомых, а именно тех цветов, у которых перекрестное опыление совершалось более верно таким образом, чем при неуверенных посещениях большого разнообразия видов. Это означало бы, что произойдет еще большее увеличение длины, ибо очевидно, что перекрестное опыление любого цветка будет более верно совершаться насекомым, когда число видов растений, посещаемых им, становится меньше; и, следовательно, перекрестное опыление было бы сделано наиболее верным, когда насекомое стало полностью адаптированным — по размеру, форме, характеру своей поверхности и способу, которым оно получало мед — к особенностям цветка. Те насекомые, которые получают мед из большого разнообразия цветов, обязательно тратят большую часть пыльцы, перенося ее на цветы многих различных видов, в то время как насекомые, которые могут получать мед только из немногих видов растений, должны обязательно посещать многие цветы одного и того же вида один за другим, и они поэтому более обще распределяли бы пыльцу эффективным образом.
Следовательно, трубка венчика и «язык» бабочки, которая осуществляет оплодотворение, продолжали бы увеличиваться в длине до тех пор, пока оставалось выгодным для цветка исключать других менее полезных посетителей и до тех пор, пока было выгодно для бабочки обеспечить исключительное владение цветком. Следовательно, нет никакой конкуренции между цветком и бабочкой, которая его оплодотворяет, но между этими двумя с одной стороны и другими потенциальными посетителями цветка с другой. Дальнейшие подробности относительно преимуществ, которые цветок получает от исключения всех других посетителей, и бабочка от того, что является единственным посетителем цветка, а также относительно многообразных и сложных взаимных адаптаций между насекомыми и цветами, и относительно преимуществ и недостатков, которые следуют из скрытия меда, — будут найдены в работе Германа Мюллера об оплодотворении цветов, в которой все эти предметы подробно обсуждаются и ясно объясняются самым восхитительным образом.
Appendix III. Adaptations in Plants[213].
Хорошо известно, что Кристиан Конрад Шпренгель был первым, кто признал, что формы и цвета цветов не являются делом случая, что они не являются простой игрой природы и что они не созданы для наслаждения человека, но что их цель — привлекать насекомых для выполнения перекрестного опыления. Также хорошо известно, что это открытие — которое было сделано в конце прошлого века и которое вызвало много волнения в то время — было полностью забыто и было снова выведено на свет Чарльзом Дарвином при атаке на ту же проблему.
В своей работе под названием «Открытая тайна природы в строении и оплодотворении цветов» («Das entdeckte Geheimniss der Natur im Bau und der Befruchtung der Blumen»), опубликованной в Берлине в 1793 году, Шпренгель показал на нескольких сотнях случаев, что особенности в строении и цветах цветов были рассчитаны на то, чтобы привлекать насекомых и обеспечивать оплодотворение цветов посредством их участия. Но именно благодаря его преемнику в этой линии исследований вся значимость перекрестного опыления, осуществляемого насекомыми, была прояснена. Дарвин показал, что во многих случаях, хотя и не во всех, намерением природы было избегание самооплодотворения, и он показал, что более сильные и более многочисленные потомки производятся после перекрестного опыления.
После Дарвина несколько исследователей, таких как Кернер, Дельпино и Хильдебранд, уделяли дальнейшее внимание этому предмету, но он был особенно изучен самым тщательным образом Германом Мюллером. Он смотрел на предмет более чем с одной точки зрения и показал путем прямого наблюдения виды насекомых, которые осуществляют перекрестное опыление у различных видов наших местных цветов: он также изучал строение насекомых в отношении к строению цветов и пытался установить взаимные адаптации, которые существуют между ними. Таким образом, ему удалось пролить много света на процесс трансформации у многих видов цветов и доказать, что некоторые насекомые, хотя и бессознательно, являются, так сказать, селекционерами определенных форм цветов. Он не только различал неприятно пахнущие, обычно неприметные цветы («Ekelblumen»), производимые двукрылыми, которые живут на гниющих веществах, и цветы, которые производятся бабочками; но он также различал цветы, разводимые пилильщиками, роющими осами и пчелами. Он даже верит, что в некоторых случаях (Viola calcarata) он может доказать, что цветок, который обязан своей первоначальной формой тому, что его разводили пчелы, был впоследствии адаптирован к перекрестному опылению бабочками, когда он мигрировал в альпийский регион, где последние насекомые гораздо более многочисленны, чем первые.
Хотя, конечно, должно быть много гипотетического в интерпретациях различных частей цветов, предложенных Германом Мюллером, большинство этих объяснений, безусловно, верны, и представляет величайший интерес иметь возможность распознать адаптивный характер деталей, даже когда они кажутся неважными, в строении и цветах цветов.