Экология: биология взаимодействия. 1.14. (дополнение) В чем искать причины особенностей биосистем?
Именно эколого-эволюционный подход к изучению биосистем позволяет понять, почему они таковы, какими мы их наблюдаем. Ключ к объяснению свойств любой биосистемы лежит в рассмотрении особенностей ее отношений со средой на протяжении ее истории.
Українська мова (найновіша версія) / Російська мова (оновлення припинено)
1.13. (доповнення) Моделі, їхні обмеження і небезпеки
Д. Шабанов, М. Кравченко. Екологія: біологія взаємодії
Розділ 1. Екологія і біосистеми, які вона вивчає
2.01. Біосфера
1.14. (доповнення) Де шукати причини особливостей біосистем?
Тигре, о тигре, що яскраво палаєш
У глибині опівнічної хащі,
Ким задуманий вогневий
Співмірний образ твій?
У небесах чи у глибинах
Тлів вогонь звіриних очей?
Де таївся він віки?
Чия знайшла його рука?
...
Невже та сама сила,
Та сама могутня долоня
І ягня створила,
І тебе, нічний вогонь?
Тигре, о тигре, що яскраво палаєш
У глибині опівнічної хащі!
Чиєю безсмертною рукою
Створений грізний образ твій?
Вільям Блейк (переклад С. Маршака)
Саме еколого-еволюційний підхід (рис. 1.06.1) дозволяє зрозуміти, чому організми такі, якими ми їх спостерігаємо. Ключ до пояснення властивостей будь-якої біосистеми лежить у розгляді особливостей її відносин із середовищем упродовж її історії. Чи можна відповісти на запитання, чому наземні хребетні виявилися чотириногими, а не шестиногими, як у моделі Меншуткіна-Медникова, описаній у попередньому пункті? Докладна відповідь на це запитання потребуватиме багато місця, але коротко викласти її логіку можна й тут.
У ту епоху, коли відбувалося становлення планів будови типів тварин (у кембрійському періоді), та з груп, нащадками якої є хребетні, перейшла до фільтрації морської води завдяки активному плаванню. Придонні шари води в той час (як і зараз) фільтрували представники багатьох інших груп тварин. Підйом фільтраторів у товщу ще ніким не відфільтрованої води був ефективним способом уникнення конкуренції.
Успішним виявиться той спосіб життя, за якого організм отримує більше енергії, ніж витрачає на її одержання. Витрати енергії на плавання мали бути меншими за той виграш, який можна було отримати від перетравлення завислих у воді харчових частинок. Найекономніший спосіб плавання — той, за якого все тіло використовується як плавно вигинальне весло. Гнучка струна, що тягнеться вздовж усього тіла, давала змогу запасати частину енергії, витраченої на вигин тіла, і робити плавання ще економнішим. Хвилю скорочень, що пробігали вздовж тіла, забезпечували сегментовані м'язи.
Удосконалювати спосіб життя можна не лише завдяки економії енергії під час плавання, а й за рахунок підвищення ефективності живлення. Підвищити її можна, якщо споживати не лише завислі у воді частинки, а й вибірково поїдати водних тварин (спочатку дрібних, потім — дедалі більших…). Саме тому деякі з активноплаваючих фільтраторів перейшли до хижого живлення. Щоб хапати здобич, яка ухиляється, їм довелося зробити своє плавання швидшим і маневренішим. Щоб дати опору м'язам, навколо хорди в кожному сегменті тіла розвивалися хрящі або кістки — хребці.
Здобич, на яку полює хижак, що перевершує її за розмірами, намагається уникнути переслідування завдяки різким ривкам убік. Отже, хижакові для плавання необхідні керма. Їхню роль виконувала шкірна складка, що тягнулася вздовж тіла і розбивалася на окремі ділянки — парні плавці (рис. 1.14.1). Як керма найефективнішими виявилися ті ділянки складки (плавці), що знаходилися в передній і задній частинах тіла — грудні й черевні плавці, 1.14.2). Коли далекі нащадки цих тварин перейшли до наземного способу життя, хребет став опорою тіла — чимось на кшталт горизонтальної балки між двома мостами, поясами кінцівок, а парні плавці стали кінцівками. Коли нащадки цих нащадків від лазіння по деревах перейшли до двоногого способу життя на землі, хребет став вертикальною опорою їхнього тіла.
Рис. 1.14.1. У цієї девонської акантоди (Climatius) зберігалося кілька пар парних плавців
Рис. 1.14.2. Розвиток парних плавців із бокової складки
Зверніть увагу, які аргументи було використано в ході відповіді на поставлене запитання. Вони стосувалися способу життя, історії розвитку розглядуваної групи та її морфофункціональних особливостей. Особливості будови й функцій організмів та інших біосистем можуть бути пояснені лише при розгляді історії дії екологічних, пов'язаних зі специфікою взаємодії із середовищем, причин.
Додаткові матеріали:
Колонка: Кредо зоолога, або Чого ми можемо навчитися у власної тваринної природи?
Українська / Російська
1.12. (доповнення) Моделі, їхні обмеження і небезпеки
Д. Шабанов, М. Кравченко. Екологія: біологія взаємодії
Розділ 1. Екологія і біосистеми, які вона вивчає
2.01. Біосфера