Если тепло, таким образом, без сомнения, является тем фактором, который постепенно изменил цвет и рисунок многих наших бабочек, из только что сказанного относительно природы изменения достаточно ясно следует, что главная роль в трансмутации должна быть приписана не рассматриваемому фактору, а организму, на который он воздействует. Побуждаемое теплом, начинается изменение в конечных процессах материи, подвергающейся превращению, которое увеличивается от поколения к поколению и которое не только состоит в появлении красящего вещества в одном месте вместо другого, но также в замене желтого цвета в одном месте белым, а в другом — черным, или в трансформации черного в белый на некоторых частях крыльев, тогда как в других черный остается. Когда мы рассматриваем, с какой крайней точностью мельчайшие детали рисунка передаются у постоянных видов бабочек из поколения в поколение, полное изменение рассматриваемого рода не может не казаться удивительным, и мы должны объяснять его не природой фактора (тепла), а только природой затронутого вида. Последний не может реагировать на тепло таким же образом, как раствор соли железа реагирует на ферроцианид калия или на сероводород; красящее вещество крыла бабочки, которое было ранее черным, не становится синим или желтым, и то, что было белым, не изменяется в черное, но новый рисунок развивается из существующего — или, как я могу выразить это более общими терминами, вид принимает другой курс развития; сложные химико-физические процессы в материи, составляющей куколку, постепенно модифицируются таким образом, что, как конечный результат, производится новый рисунок и окраска бабочки.
Дальнейшие факты могут быть приведены в поддержку взгляда, что в этих процессах именно конституция вида, а не внешний фактор (тепло) играет главную роль. Последний, как поразительно выразился Дарвин, скорее выполняет функцию искры, которая воспламеняет горючее вещество, тогда как характер горения зависит от природы взрывчатого материала. Если бы это было не так, повышенное тепло всегда изменяло бы данный цвет одинаковым образом у всех бабочек и поэтому всегда приводило бы к производству одного и того же цвета. Но этого не происходит; Polyommatus Phlaeas, например, становится черным на юге, тогда как красно-коричневая Vanessa Urticae становится черной в высоких северных широтах, и можно было бы привести много других случаев, хорошо известных энтомологам. Действительно, представляется, что виды сходной физической конституции, т.е. близкородственные виды, под сходными климатическими влияниями изменяются аналогичным образом. Прекрасный пример этого дают наши Pierinae. Большинство видов проявляют сезонный диморфизм; как, например, Pieris Brassicae, Rapae, Napi, Krueperi и Daplidice, Euchloe Belia и Belemia, и Leucophasia Sinapis, у всех из которых различие между зимней и летней формами имеет точно сходную природу. Первые характеризуются сильным черным напылением основания крыльев и черноватым или зеленым напылением чешуек на нижней стороне задних крыльев, в то время как последние имеют интенсивно черные кончики крыльев и часто также пятна на передних крыльях.
Ничто не может доказать более поразительно, однако, что в таких случаях все зависит от физической конституции, чем тот факт, что у одного и того же вида самцы изменяются иначе, чем самки. Родительская форма Pieris Napi (var. Bryoniae) предлагает пример. У всех Pierinae встречаются вторичные половые различия, причем самцы имеют иной рисунок, чем самки; виды, таким образом, полово-диморфны. Теперь самец альпийской и полярной var. Bryoniae, которую я считаю предковой формой, едва ли отличим, как уже упоминалось, от самца нашей немецкой зимней формы (P. Napi, var. Vernalis), тогда как самка отличается значительно. Постепенное климатическое изменение, которое трансформировало родительскую форму Bryoniae в Napi, оказало, следовательно, гораздо большее влияние на самку, чем на самца. Внешнее воздействие на оба пола было точно таким же, но ответ организма был иным, и причину различия можно искать только в тонких различиях физической конституции, которые отличают самца от самки. Если мы не в состоянии определить эти различия точно, мы можем, тем не менее, уверенно заключить из таких наблюдений, что они существуют.
Я уделил особое внимание этому предмету потому, что, по моему представлению, Дарвин приписывает слишком много силы половому отбору, когда он приписывает формирование вторичных половых признаков исключительно действию этого фактора. Случай с Bryoniae учит нас, что такие признаки могут возникать из чисто врожденных причин; и пока эксперименты не решили, насколько простирается влияние полового отбора, мы оправданы в убеждении, что половой диморфизм бабочек в значительной части обусловлен различиями физической конституции между полами. Совершенно иначе обстоит дело с такими половыми признаками, как стридуляционные органы самцов Orthoptera, которые имеют несомненное значение для этого пола. Их, безусловно, можно с большой вероятностью приписать половому отбору.
Может быть, не будет лишним привести еще один подобный случай, в котором, однако, самец, а не самка, наиболее подвержен влиянию климата. В наших широтах, как и на крайнем севере, Polyommatus Phlaeas, уже так часто упоминавшийся, совершенно одинаков у обоих полов по цвету и рисунку; и то же самое справедливо для зимнего поколения юга. Летнее поколение последнего, однако, проявляет легкий половой диморфизм, причем красный цвет передних крыльев самки менее полно покрыт черным, чем у самца.
IV. Почему все полигонеутические виды не являются сезонно-диморфными.
Если мы можем считать установленным, что сезонный диморфизм есть не что иное, как расщепление вида на две климатические разновидности в одном и том же районе, то сразу возникает дальнейший вопрос, почему все полигонеутические виды (те, которые производят более одного ежегодного поколения) не являются сезонно-диморфными.
Чтобы ответить на это, необходимо будет глубже вникнуть в развитие сезонного диморфизма. Это, очевидно, зависит от особого рода периодической, чередующейся наследственности, которую мы могли бы попытаться идентифицировать с дарвиновским «наследованием в соответствующие периоды жизни». Это, однако, никоим образом не согласуется полностью с этим принципом, хотя и представляет большую аналогию с ним и должно в конечном счете зависеть от той же причины. Дарвиновское «наследование в соответствующие периоды жизни» — или, как оно называется Геккелем, «гомохронная наследственность» — характеризуется тем фактом, что новые признаки всегда появляются у особей на той же стадии жизни, на которой они появились у их прародителей. Истинность этого принципа была твердо установлена, известны случаи, в которых наблюдалось как первое появление нового (особенно патологического) признака, так и его передача через несколько поколений. Сезонно-диморфные бабочки также дают дальнейшее ценное доказательство этого принципа, поскольку они показывают, что не только вариации, которые возникают внезапно (и которые поэтому, вероятно, обусловлены чисто врожденными причинами), следуют этому способу наследования, но также что признаки, постепенно вызванные влиянием внешних условий и накапливающиеся от поколения к поколению, наследуются только в тот период жизни, в который эти условия были или являются эффективными. Во всех сезонно-диморфных бабочках, которые я смог внимательно изучить, я обнаружил, что гусеницы летних и зимних выводков совершенно идентичны. Влияния, которые, воздействуя на куколки, расщепляли имаго на две климатические формы, были, таким образом, без эффекта на более ранние стадии развития. Я могу особо упомянуть, что гусеницы, а также куколки и яйца A. Levana совершенно одинаковы как в летней, так и в зимней формах; и то же самое имеет место на соответствующих стадиях P. Napi и P. Bryoniae.
Я не стану здесь углубляться в природу явлений наследственности. Достаточно подтвердить закон, согласно которому влияния, воздействующие лишь на определенные стадии развития особи, даже если это воздействие является кумулятивным, а не внезапным, затрагивают только эти конкретные стадии, не оказывая никакого влияния на более ранние или поздние. Этот закон, очевидно, имеет величайшее значение для понимания метаморфоза. Лаббок (32) вкратце и весьма наглядно показал, как существование метаморфоза у насекомых может быть объяснено косвенным действием изменяющихся условий на различные жизненные стадии вида. Так, мандибулы гусеницы в результате адаптации к иному способу питания на более позднем этапе жизни заменяются сосущим органом. Подобная адаптация различных стадий развития вида к разным условиям жизни никогда не привела бы к возникновению метаморфоза, если бы закон гомохронной, или периодической, наследственности не вызывал передачу признаков, постепенно приобретенных на данной стадии, той же самой стадии следующего поколения.
Происхождение сезонного диморфизма зависит от весьма сходного закона, или, вернее, формы наследственности, которая отличается от рассмотренной выше лишь тем, что воздействию подвергается не онтогенетическая стадия, а целый ряд поколений. Эту форму наследственности можно сформулировать следующим образом: когда различные условия попеременно влияют на ряд поколений, возникает цикл, в котором изменения передаются только тем поколениям, на которые воздействуют соответствующие условия, а не промежуточным. Признаки, возникшие под действием летнего климата, наследуются только летним поколением, в то время как в зимнем поколении они остаются латентными. То же самое происходит с мандибулами гусеницы, которые латентны у бабочки и вновь проявляются на соответствующей (личиночной) стадии следующего поколения. Это не просто гипотеза, а законный вывод из фактов. Если признать, что моя концепция сезонного диморфизма как двойной климатической вариации верна, то непосредственно следует закон «циклической наследственности» (33), как я могу его назвать — в противовес «гомохронной наследственности», которая относится только к онтогенетическим стадиям. Все те случаи, которые подпадают под определение «чередования поколений», очевидно, могут быть отнесены к циклической наследственности, что будет объяснено далее. В одном случае последовательные поколения ведут себя точно так же, как последовательные стадии развития особи в другом; и мы можем сделать отсюда вывод (как давно уже было признано на других основаниях), что поколение, по сути, есть не что иное, как стадия развития в жизни вида. Это, как мне кажется, служит прекрасным подтверждением теории происхождения видов.
Теперь, возвращаясь к ранее решенным вопросам, если попеременное действие холода зимой и тепла летом приводит к появлению зимней и летней форм согласно закону циклической наследственности, остается вопрос: почему мы не находим сезонного диморфизма у всех полигоневтичных бабочек?
Мы могли бы сначала предположить, что не все виды одинаково чувствительны к влиянию температуры: действительно, различная степень различий между зимними и летними формами у разных видов, безусловно, свидетельствует о существовании разных степеней чувствительности к модифицирующему действию температуры. Но даже это не дает объяснения, поскольку существуют бабочки, которые производят два совершенно одинаковых (34) поколения, где бы они ни обитали, и которые, тем не менее, в разных климатических условиях проявляются как климатические разновидности. Это случай Pararga Ægeria (рис. 23, табл. II), южная разновидность которой, Meione (рис. 24, табл. II), связана с ней промежуточной формой с Лигурийского побережья. Следовательно, этот вид обладает выраженной способностью реагировать на влияние температуры, и все же никакого различия между летней и зимней формами не произошло. Таким образом, мы можем приписать такое разное поведение лишь иному типу наследственности; и мы можем прямо заявить, что изменения, вызванные чередованием климата, не всегда наследуются попеременно, т.е. соответствующими поколениями, а иногда непрерывно, проявляясь в каждом поколении и никогда не оставаясь латентными. Причины, определяющие, почему в конкретном случае преобладает та или иная форма наследственности, могут быть только врожденными, т.е. они лежат в самом организме, и об их точной природе можно сказать так же мало, как и о любом другом процессе наследственности. Подобным образом Дарвин допускает своего рода двойную наследственность в отношении признаков, вызванных половым отбором; в одной форме эти признаки остаются ограниченными тем полом, который первым их приобрел, в другой форме они наследуются обоими полами, при этом неясно, почему в каком-либо конкретном случае должна иметь место та или иная форма наследственности.
Вышеприведенное объяснение может быть применимо в случае полового отбора, при котором не исключено, что определенные признаки могут не так легко проявляться, или даже вовсе не проявляться, у одного пола в силу его отличия от другого по физической конституции. Однако в рассматриваемом классе случаев невозможно, чтобы наследуемые признаки не могли быть приобретены одним поколением из-за его физической конституции, поскольку эта конституция была сходной у всех последовательных поколений до появления диморфизма. Рассматриваемая конституция стала различной у двух поколений в той мере, в какой это привело к изменению видового признака, благодаря действию температуры на чередующиеся выводки каждого года в сочетании с циклической наследственностью. Если закон циклической наследственности является общим, он должен быть справедлив для всех случаев, и признаки, приобретенные летним поколением, никогда не могли быть переданы зимнему поколению с самого начала.
Я не буду отрицать возможность того, что если бы попеременная наследственность впоследствии была полностью подавлена на протяжении многочисленных поколений, мог бы наступить период, когда преобладающее влияние длинного ряда летних поколений в конечном итоге сказалось бы на зимнем поколении. В таком случае летние признаки проявились бы, вместо того чтобы оставаться латентными, как прежде. Таким образом можно представить, что сначала лишь немногие, а затем все более многочисленные особи приближаются к летней форме, пока, наконец, диморфизм полностью не исчезнет, новая форма не возьмет верх, а вид не станет снова мономорфным. Такое предположение действительно может быть подкреплено некоторыми фактами; наблюдение над A. Levana, по-видимому, противоречащее теории, уже было истолковано в этом смысле. Я имею в виду тот факт, что в то время как некоторые бабочки зимнего поколения появляются в октябре как Prorsa, другие впадают в диапаузу и появляются следующей весной в форме Levana. Зимняя форма Pieris Napi также больше не сохраняет у женского пола поразительную окраску предковой формы Bryoniæ, что может указывать на влияние на зимнее поколение многочисленных летних поколений. Двойная форма весеннего поколения Papilio Ajax может быть аналогично объяснена постепенным переходом от попеременной к непрерывной наследственности, как уже упоминалось. Все эти случаи, однако, возможно, допускают иное толкование; во всяком случае, правильность этого предположения может быть решена только дальнейшими фактами.
Между тем, даже если мы предположим, что вышеприведенное объяснение верно, оно не применимо к отсутствию сезонного диморфизма в таких случаях, как Pararga Ægeria и Meione, где появляется только одно летнее поколение, так что преобладающее наследование летних признаков не может быть допущено. Таким образом, следует искать другое объяснение, и я полагаю, что нашел его в том обстоятельстве, что названные бабочки зимуют не в стадии куколки, а в стадии гусеницы, поэтому холод зимы не влияет непосредственно на те процессы развития, посредством которых совершенное насекомое формируется в куколке. Именно на этом пункте, по-видимому, зависит происхождение тех различий в окраске, которые мы называем сезонным диморфизмом бабочек. Предыдущие эксперименты придают большую вероятность этому утверждению. Из них мы знаем, что яйца, гусеницы и куколки всех сезонно-диморфных видов, подвергавшихся экспериментам, совершенно одинаковы в летнем и зимнем поколениях, и только стадия имаго обнаруживает какие-либо различия. Мы знаем далее из этих экспериментов, что температурные влияния, воздействующие на гусениц, никогда не влекут за собой изменений у бабочек; и, наконец, что искусственное воспроизведение реверсии летней формы к зимней может быть достигнуто только путем воздействия на куколок.
Поскольку многие моногоневтичные виды в настоящее время зимуют в стадии гусеницы (например, Satyrus Proserpina и Hermione, Epinephele Eudora, Furtina, Ithonus, Hyperanthus, Ida и др.), мы можем допустить, что в ледниковый период такие виды не проводили зиму в стадии куколки. По мере того как климат становился теплее и вследствие этого у многих из этих моногоневтичных видов постепенно вклинивалось второе поколение, происходило бы (хотя отнюдь не обязательно) нарушение зимнего поколения такого рода, что куколки, а не гусеницы, как прежде, стали бы зимовать. Действительно, можно легко доказать à priori, что всякий раз, когда происходит нарушение зимнего поколения, оно происходит только регрессивно, то есть виды, которые одно время проводят зиму в стадии гусеницы, впоследствии зимуют в стадии яйца, в то время как те, которые ранее зимовали в стадии куколки, впоследствии делают это в стадии гусеницы. Вклинивание летнего поколения должно неизбежно отсрочить до более позднего времени лета выводок, готовящийся к зимовке; остаток лета, который служит для развития яиц и молодых гусениц, может при этих условиях оказаться недостаточным для окукливания, и вид, который зимовал в состоянии куколки, будучи моногоневтичным, может, возможно, проводить зиму в личиночном состоянии после появления второго выводка. Нарушение такого рода мыслимо; но несомненно, что многие виды не претерпевают иных изменений в своем развитии, кроме перехода от моногоневтичности к дигоневтичности. Это следует из того факта, что зимовка происходит в стадии гусеницы у многих видов подсемейства Satyridæ, которые в настоящее время являются дигоневтичными, так же как и у остальных моногоневтичных видов того же подсемейства. Но мы не можем ожидать появления сезонного диморфизма у всех дигоневтичных бабочек, зимнее поколение которых зимует в форме гусеницы, поскольку стадия куколки у этих видов испытывает почти одинаковые температурные влияния в обоих поколениях. Отсюда мы приходим к выводу, что сезонный диморфизм должен возникать у бабочек всякий раз, когда куколки чередующихся ежегодных поколений подвергаются на протяжении длительных периодов времени широко различающимся, регулярно повторяющимся изменениям температуры.