Один момент долгое время оставался для меня необъяснимым, а именно изменение светло-зеленого цвета на темно-серо-зеленый, которое появилось на последней стадии в связи с полной сменой черного рисунка.
Предполагая, что новые признаки фактически приобретаются только на последней стадии и что оттуда они переносятся на более молодые стадии, мы должны были бы ожидать найти полностью развитыми на последней стадии те же окраску и рисунки, которыми более или менее неполно обладают на четвертой стадии. Теперь, поскольку тенденция развития к удалению черного цвета и к преобладанию зеленого — если мы можем так выразиться — очевидна на четвертой стадии, мы можем ожидать найти на пятой стадии ярко-зеленый основной цвет, либо без какой-либо примеси черного, либо с такими черными пятнами и штрихами, которые сохранились на четвертой стадии как остатки первоначального основного цвета. Но вместо этого пятая стадия показывает темно-зеленый цвет и более или менее развитый черный рисунок, который никоим образом не может быть выведен из рисунка четвертой стадии.
Генуэзская местная форма, наблюдавшаяся в прошлом году, впервые дала мне объяснение в том смысле, что у этой формы последняя стадия фактически является лишь потенциальной предпоследней стадией, или, выражаясь более точно, что те же признаки, которые в настоящее время отличают последнюю стадию этой формы, уже более или менее полностью перенесены на предпоследнюю стадию.
Кажущееся парадоксальным поведение немецкой формы можно объяснить, предположив, что до того, как чистый ярко-зеленый цвет был полностью перенесен на предпоследнюю стадию, на последней стадии появилось дальнейшее изменение, при котором зеленый основной цвет стал темнее и образовались черные поперечные полосы. Рисунок последней стадии тогда рассматривался бы как обратный рисунку предыдущей стадии; отсутствие черного было бы самым старым состоянием, простые черные пятна у основания бородавок — следующими по порядку, а соединенная черная поперечная полоса — самой продвинутой стадией развития.
Правильно ли это объяснение и, если да, какие причины вызвали второе изменение, возможно, можно будет узнать в будущем путем сравнения с онтогенезом других Saturniidae; тем временем это объяснение получает поддержку с другой стороны поведением генуэзской местной формы. Если последняя стадия немецкой формы действительно начала снова перестраиваться, то эта разновидность более продвинута в филетическом развитии, чем генуэзская форма; и это полностью соответствует теории, согласно которой у первой светлый цвет (оранжевый, рассматриваемый как предварительный к трансформации в зеленый) уже был перенесен на вторую стадию, тогда как у генуэзской разновидности даже на четвертой стадии проявляются только первые зачатки цветовой трансформации.
Генуэзская форма в некоторой степени является промежуточной между немецкой формой Saturnia carpini и близкородственной S. spini, видом, обитающим в Восточной Германии. У последней личинки даже во взрослом состоянии полностью черные с желтыми бородавками. Эта форма гусеницы, следовательно, должна рассматриваться как филетически самая старая, и это очень хорошо согласуется с характером моли, которая существенно отличается от S. carpini только тем, что не является полово-диморфной. У Carpini самец обладает гораздо более блестящей окраской, чем самка, причем последняя настолько полностью согласуется с самкой Spini, что ее едва ли можно отличить от нее, особенно в случае несколько более крупных южноевропейских экземпляров последнего вида. Теперь, поскольку более простую окраску самки в любом случае следует рассматривать как исходную форму, мы должны считать Spini, оба пола которой обладают этой окраской, филетически более старой формой, а Carpini, самец которой стал иначе окрашенным, должен рассматриваться как более молодой тип. Это полностью согласуется с признаками личинок.
Я должен здесь упомянуть, что я также задавал себе вопрос, связаны ли вариации различных личиночных стадий друг с другом как причина и следствие — не могли ли самые светлые экземпляры пятой стадии быть также самыми светлыми особями третьей и четвертой стадий.
Такая связь очевидна только между третьей и четвертой стадиями; самые темные личинки третьей стадии становятся более темными разновидностями четвертой стадии, хотя верно, что более светлые формы третьей иногда также становятся темными разновидностями на четвертой стадии. Между четвертой и пятой стадиями почти никакой связи такого рода не прослеживается. Так, самые темные разновидности четвертой стадии иногда становятся самыми светлыми формами пятой стадии, тогда как в других случаях из самых светлых особей четвертой стадии возникают все возможные модификации пятой стадии. Дальнейшие подробности можно опустить: отрицательный результат не может вызвать никакого удивления, так как это необходимое следствие постоянного скрещивания, которое должно происходить.
Таким образом, мы видим, что три главные стадии развития (личинка, куколка и имаго) фактически изменяются в цвете независимо друг от друга, причем отдельные стадии личиночного развития, однако, находятся в большей зависимости друг от друга и связаны, действительно, таким образом, что новый признак не может быть добавлен к последней стадии, не будучи перенесенным с течением времени на предыдущую стадию, а в более поздний период оттуда снова даже на самую молодую стадию, если только он предварительно не был задержан в процессе своего переноса неизвестными противодействующими силами. По этому последнему пункту, однако, имеющиеся в настоящее время факты не допускают никакого определенного решения.
Но почему отдельные личиночные стадии ведут себя в этом отношении так сильно иначе, чем главные стадии всего развития? почему первые так точно коррелируют, тогда как последние — нет? Если новые признаки имеют общую тенденцию переноситься на более молодые онтогенетические стадии, почему новые имагинальные признаки сначала не переносятся на куколку, а в конечном итоге на личинку?
Ответ на эти вопросы найти несложно. Чем сильнее две стадии вида различаются по структуре, тем менее возможной становится корреляция; чем ближе две стадии морфологически связаны, тем более мощным становится действие корреляции. Легко представить, что чем сильнее две последующие стадии отклоняются по структуре и образу жизни, тем менее возможным становится перенос признаков от одной к другой. Как возможно, например, чтобы новый признак на хоботке или на крыльях бабочки мог быть перенесен на гусеницу? Если бы такая корреляция существовала, она могла бы проявиться только в том, что какая-то другая часть гусеницы изменилась бы в соответствии с изменением хоботка или крыльев бабочки. То, что это не так, было, на мой взгляд, убедительно показано всеми вышеприведенными соображениями относительно независимой изменчивости главных стадий метаморфоза.
Существует, кроме того, бесконечное число фактов, которые доказывают независимость отдельных стадий развития — я имею в виду многочисленные явления, представленные самим метаморфозом. Существования той формы развития, которую мы обозначаем как метаморфоз, уже достаточно, чтобы неоспоримо доказать, что отдельные стадии способны изменяться независимо друг от друга в самой замечательной степени.
Если мы теперь зададим вопрос: как возник так называемый «полный» метаморфоз насекомых? ответ может быть только один: через постепенную адаптацию различных стадий развития к условиям жизни, которые постоянно отклонялись все дальше и дальше друг от друга.
Но если отдельные стадии постэмбрионального развития могут в конечном итоге достичь такого полного разнообразия структуры, как у личинки и имаго, через постепенные адаптации к постоянно расходящимся условиям жизни, это показывает, что признаки, приобретенные отдельными стадиями, всегда переносятся только на те же стадии следующего поколения, в то время как другие стадии остаются незатронутыми этим. Это зависит от той формы наследственности, которую Дарвин назвал «наследованием в соответствующие периоды жизни», а Геккель — «гомохронной наследственностью».
II. Совпадает ли форма-родство личинки с таковым имаго?
Установив таким образом независимость в изменчивости отдельных стадий метаморфоза, я теперь перейду к рассмотрению вопроса о том, насколько параллелизм проявляется в филетическом развитии этих стадий. Существует ли полное совпадение форма-родства между личинками, с одной стороны, и имаго, с другой? согласуется ли классификация, основанная на морфологии имаго, с той, что основана на морфологии личинок, или нет?
Если, согласно Клаусу, мы разделим отряд Lepidoptera на шесть больших групп семейств, сразу становится видно, что эти группы, которые первоначально основывались исключительно на имагинальных признаках, никоим образом не могут быть так четко и резко определены личиночными признаками.
Это, безусловно, имеет место с Geometrae, личинки которых обладают только десятью ногами и по этой причине передвигаются тем своеобразным «шагающим» движением, которое поражает даже непосвященных. Эта группа, которая очень мала, однако, является единственной, которая может быть основана на морфологии личинок; она включает только два близкородственных семейства (Phytometridae и Dendrometridae), и еще не решено, не следует ли их объединить в одну группу, включающую семейные признаки всех «пядениц».
Ни группа Micro-lepidoptera, ни группы Noctuina, Bombycina, Sphingina и Rhopalocera не могут быть систематически основаны на личиночных признаках. Некоторые из этих групп, действительно, лишь нечетко определены, и даже имаго не представляют общих характеристик, по которым группы можно было бы резко различить.
Это хорошо видно на примере Rhopalocera, или бабочек. Эти насекомые, в своих больших и обычно ярко окрашенных крыльях, которые при покое обычно держатся вертикально, и в своих булавовидных усиках, обладают признаками, которые нигде больше не встречаются вместе, и которые, таким образом, служат для того, чтобы составить из них резко определенную группу. Гусеницы, однако, показывают совершенно иное положение дел. Хотя личиночная структура столь характерна для отдельных семейств бабочек, эти «личиночные семейства» не могут быть объединены в большую группу какими-либо общими признаками, и «Rhopalocera» никогда не были бы установлены, если бы были известны только личинки. Правда, все они имеют шестнадцать ног, никогда не обладают рогом, подобным Sphinx, и редко бывают волосатыми, как это имеет место у многих Bombycidae, но эти общие отрицательные признаки встречаются также в совершенно отличных группах.
У бабочек, следовательно, совершенного совпадения форма-родства не существует, поскольку имаго составляют одну большую группу высшего порядка, в то время как личинки могут быть сформированы только в семейства. Если признать, что общие признаки бабочек зависят от их происхождения от общего предка, имаго должны были сохранить определенные общие признаки, которые позволяют им быть распознанными как союзники, в то время как личинки не сохранили таких признаков с периода, когда семейства разошлись.
Не вдаваясь в настоящее время в причины этих явлений, я перейду к рассмотрению дальнейших фактов и теперь приступлю к исследованию форма-родств внутри семейств. Здесь не может быть сомнений в том, что в подавляющем большинстве случаев филетическое развитие протекало с очень тесным параллелизмом на обеих стадиях; личиночные и имагинальные семейства согласуются почти полностью.
Так, в группе Rhopalocera существует ряд семейств, которые одинаково хорошо позволяют основывать их на структуре личинки или на структуре имаго, и в которых личинки и имаго, следовательно, отклоняются друг от друга в одинаковой степени. Это имеет место, например, с семействами Pieridae, Papilionidae, Danaidae и Lycaenidae.
Но существуют также семейства, границы которых были бы очень разными, если бы личинки были сделаны основой классификации вместо бабочек, как это было до сих пор. К этой категории относится подсемейство Nymphalinae. Здесь также преобладает очень характерная форма гусеницы, но она встречается не во всех родах, будучи замененной в некоторых из них совершенно другой формой личинки.
В последнем каталоге дневных чешуекрылых, каталоге Кирби (1871), в это семейство включено 112 родов. Из них большинство личинок обладает одним или несколькими рядами шипов на большинстве или на всех сегментах, признак, который, будучи так расположенным, не встречается ни в каком другом семействе.
Этот признак заметен в родах с 1 по 90, если из тех родов, личинки которых известны, мы можем сделать вывод относительно их союзников. Я знаком с личинками рода 2, Agraulis, Boisd. (Dione, Hübn.); рода 3, Cethosia, Fabr.; 10, Atella, Doubl.; 12, Argynnis, Fabr.; 13, Melitaea, Fabr.; 19, Araschnia, Hübn.; 22, Vanessa, Fabr.; 23, Pyrameis, Hübn.; 24, Junonia, Hübn.; 31, Ergolis, Boisd.; 65, Hypolimnas, Hübn. (Diadema, Boisd.); 77, Limenitis, Fabr.; 81, Neptis, Fabr.; 82, Athyma, Westw.; и, наконец, с личинками рода 90, Euthalia, Hübn. — которые, согласно рисункам Хорсфилда, обладают только двумя рядами шипов, причем они удивительно длинные и изогнутые, окаймляющие обе стороны. Можно с уверенностью предположить, что промежуточные роды согласились бы в обладании этим важным признаком личинок Nymphalidae, а именно шипами.
После рода 90 есть еще 22 рода, и они лишены шипов, по крайней мере в случае двух главных родов, 93, Apatura, и 104, Nymphalis. Об остальных я не знаю ни рисунков, ни описаний. У двух названных родов личинки снабжены двумя или более шиповидными щупальцами на голове, а последний сегмент заканчивается вилкообразным отростком, направленным назад. Тело в остальном гладкое и отличается также по форме от такового личинок других Nymphalinae, будучи наиболее толстым в середине и сужающимся спереди и сзади; также форма не цилиндрическая, а несколько сплющенная и слизневидная. Если бы, следовательно, мы расположили этих бабочек по личинкам, а не по имаго, эти два рода и их союзники образовали бы отдельное семейство и не могли бы оставаться связанными с 90 другими родами Nymphalidae.
Мы имеем здесь случай несоответствия; имаго родов 1–90 и 91–112 более тесно связаны, чем их личинки.
С еще одной стороны возникает похожее разногласие. Личинки родов Apatura и Nymphalis очень тесно согласуются по своей форме тела и по своему вильчатому хвостовому придатку с гусеницами другого подсемейства бабочек, Satyrinae, в то время как их имаго отличаются главным образом от таковых последнего подсемейства отсутствием расширения определенных жилок передних крыльев, существенного признака Satyrinae.
Это двойное расхождение было также замечено теми систематиками, которые принимали во внимание форму гусеницы. Так, Моррис 181 попытался включить роды Apatura и Nymphalis в семейство Libytheidae, поместив последнее как переходное от Nymphalidae к Satyridae. Но хотя имаго родов Apatura, Nymphalis и Libythea могут быть наиболее близкородственными — как я полагаю, они таковыми и являются, — личинки их широко различаются, будучи по меньшей мере столь же отличными, как личинки Apatura и Nymphalis от остальных Nymphalinae.
Теперь, если бы мы могли с уверенностью выделить Apatura и Nymphalis в отдельное семейство — классификация, которая, по мнению Штаудингера 182, является верной, — и если бы оно было вставлено между Satyridae и Nymphalidae, то такая классификация могла бы основываться только на строении личинок, а строение имаго при этом осталось бы без внимания, поскольку для этих двух родов нельзя найти иных общих признаков, кроме тех, которыми они обладают совместно с другими родами семейства Nymphalidae.
Императорские бабочки (Apatura) своими глазками на передних крыльях, безусловно, несколько напоминают нам Satyrinae, у которых такие пятна присутствуют всегда; но этот признак не встречается у рода Nymphalis и также отсутствует у большинства других родов этой группы. Род Apatura, кроме того, обнаруживает поразительное сходство в рисунке крыльев с чисто нимфалидным родом Limenitis, и поэтому те систематики, которые оставляют этот род в том же семействе, помещают его в непосредственной близости к Limenitis. Это сходство не может зависеть от мимикрии, поскольку не только тот или иной, но все виды этих двух родов обладают схожим рисунком; и далее, потому что сходство одного лишь рисунка не составляет мимикрии, но должно также добавляться сходство в окраске. Род Limenitis действительно содержит случай подражания, но совершенно в ином направлении; об этом будет сказано впоследствии.
Поэтому нельзя отрицать, что в данном случае личинки демонстрируют иные родственные связи, нежели имаго.
Если «естественная» система является выражением генетического родства живых форм, то в этом и подобных случаях возникает вопрос: чему следует придавать большее значение — личинкам или имаго, или, говоря более научным языком, какой из двух унаследованных классов признаков сохранился наиболее отчетливо и полно, и какой из них, благодаря своему формообразовательному родству, допускает наиболее четкое распознавание кровного родства, или, наоборот, какой из них наиболее сильно отклонился от предковой формы? Решение в отдельных случаях не может не быть трудным и на первый взгляд даже кажется невозможным; тем не менее, к нему можно будет прийти в большинстве случаев, как только онтогенез личинок, а вместе с ним и часть филогенеза этой стадии, будут точно установлены.
Как и у Rhopalocera, большинство семейств показывают полное соответствие в формообразовательном родстве гусениц и совершенных насекомых, так и подобное соответствие обнаруживается в большинстве семейств, принадлежащих к другим группам. Так, два родственных семейства группы Sphingina также могут быть очень хорошо охарактеризованы по своим личинкам 183; как Sphingidae, так и Sesiidae обладают на всем протяжении характерной формой личинки.
Из группы Bombycina семейство Saturniidae обладает толстыми цилиндрическими гусеницами, сегменты которых усажены определенным количеством бугорковидных выростов. Правда, два рода этого семейства (Endromis и Aglia) лишены этих характерных выростов, но имаго этих родов также обнаруживают значительные и общие отличия от имаго других родов. На самом деле, на основе этих родов уже было выделено отдельное семейство (Endromidae, Boisd.). Таким образом, соответствие этим не нарушается.