Примечания транскриптора
Обложка создана транскриптором и передана в общественное достояние.
Страницы 1–400, таблицы I–II и некоторые упоминаемые сноски находятся в томе I. Ссылки на них могут не работать на некоторых устройствах для чтения.
ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ТЕОРИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Д-РА АВГУСТА ВЕЙСМАНА ПРОФЕССОРА ФРАЙБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
С ПРИМЕЧАНИЯМИ И ДОПОЛНЕНИЯМИ АВТОРА
ПЕРЕВЕДЕНО И ОТРЕДАКТИРОВАНО, С ПРИМЕЧАНИЯМИ, РАФАЭЛЕМ МЕЛЬДОЛОЙ, ЧЛ. ХИМИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА, БЫВШИМ ВИЦЕ-ПРЕЗИДЕНТОМ ЭНТОМОЛОГИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА ЛОНДОНА
С ПРЕДИСЛОВИЕМ ЧАРЛЬЗА ДАРВИНА, ДОКТОРА ПРАВА, ЧЛЕНА КОРОЛЕВСКОГО ОБЩЕСТВА, АВТОРА «ПРОИСХОЖДЕНИЯ ВИДОВ» И ДР.
В ДВУХ ТОМАХ ТОМ II.
С ВОСЕМЬЮ ЦВЕТНЫМИ ТАБЛИЦАМИ
Лондон: SAMPSON LOW, MARSTON, SEARLE, & RIVINGTON CROWN BUILDINGS, 188, FLEET STREET 1882 [ Все права защищены ]
I. Личинка и имаго варьируют в строении независимо друг от друга.
Было бы бессмысленно утверждать, что две вышеупомянутые стадии полностью независимы друг от друга. Очевидно, что количество органического и живого вещества, содержащегося в гусенице, определяет размер бабочки, а количество органического вещества в яйце должно определять размер вылупляющейся личинки. Утверждение в приведенном выше заголовке относится только к строению; но даже в этом отношении его нельзя считать означающим абсолютную, а лишь относительную независимость, которая, однако, безусловно имеет место в очень высокой степени. Хотя можно предположить, что каждое изменение строения имаго может повлечь за собой коррелятивное изменение строения личинки, такие случаи до сих пор не доказаны; напротив, все факты указывают на почти полную независимость двух стадий. Совершенно иначе обстоит дело со случаями косвенной зависимости, такими, например, как те, что вызваны «няньничеством» (nurse-breeding). Это явление почти полностью отсутствует у чешуекрылых, но встречается у двукрылых и особенно у перепончатокрылых во всех степенях. Личинки наездников, живущие в других насекомых, требуют (не всегда, но в большинстве случаев), чтобы самка имаго обладала острым яйцекладом, так что и в этом случае строение и образ жизни личинки влияют на совершенное насекомое. Однако это зависит не от присущих законов роста (корреляции), а от действия внешних влияний, к которым организм стремится приспособиться посредством естественного отбора.
Теперь я позволю фактам говорить самим за себя.
Те виды, у которых только одна стадия является ди- или полиморфной, показывают, что не каждое изменение на одной стадии влечет за собой соответствующее изменение на другой. Так, у всех сезонно диморфных видов мы обнаруживаем, что гусеницы бабочек, которые часто сильно различаются по окраске и рисунку своих последовательных поколений, абсолютно идентичны. С другой стороны, можно привести много видов, личинки которых диморфны, в то время как имаго встречаются только в одной форме (сравните первый и второй очерки в этом томе).
Существуют, однако, факты, которые прямо доказывают, что любая стадия может изменяться независимо от других; я имею в виду обстоятельство, что любая стадия может стать независимо изменчивой — что свойство большей изменчивости или большей постоянности отнюдь не всегда проявляется в равной степени на всех трех стадиях: личинки, куколки и имаго, но что иногда гусеница очень изменчива, а куколка и имаго вполне постоянны. С другой стороны, все три стадии могут быть одинаково изменчивыми или одинаково постоянными, хотя это случается редко.
Если понимать изменчивость как показатель периода перестройки живой формы, будь то в ее совокупности или только в отдельных признаках или группах признаков, то из самого факта гетерохронной изменчивости онтогенетических стадий следует, что последние могут модифицироваться индивидуально и что перестройка одной стадии отнюдь не обязательно влечет за собой перестройку других. Однако нельзя сомневаться в том, что изменчивость, по какой бы причине она ни возникла, во всех случаях способна породить новую форму. Только в результате постоянного скрещивания изменчивых особей со временем должно произойти выравнивание различий, и вместе с этим должна возникнуть новая, хотя и не всегда сильно отклоняющаяся, постоянная форма.
То, что различные стадии развития вида могут быть фактически частично изменчивыми и частично постоянными, и что изменчивый или постоянный характер одной стадии не оказывает влияния на другие стадии, показывают следующие случаи, которые в то же время хорошо подходят для пролития света на причины изменчивости и, таким образом, рассчитаны на то, чтобы способствовать решению основной проблемы, с которой связано данное исследование.
Когда на следующих страницах я говорю об изменчивости, я не имею в виду появление местных разновидностей или вариации, возникающие с течением времени, а подразумеваю высокую степень индивидуальной изменчивости — значительную флуктуацию признаков у особей одного и того же района или одного и того же выводка. С другой стороны, я считаю вид постоянным, когда особи из малого или большого района отличаются друг от друга лишь в очень незначительной степени. Постоянные формы также обычно, но не всегда, являются такими, которые бедны местными разновидностями, тогда как изменчивые формы — это те, которые богаты такими вариациями. Поскольку термины «изменчивый» и «постоянный» являются лишь относительными, я ограничусь наиболее крайними случаями, теми, в которых индивидуальные особенности колеблются в очень широких или очень узких пределах.
Поскольку наблюдений относительно степени изменчивости, проявляемой видом на различных стадиях его развития, не имелось, я был вынужден полагаться на свои собственные, по крайней мере в том, что касается личиночной и куколочной стадий, тогда как для стадии имаго мне оказал существенную помощь обширный опыт моего уважаемого друга д-ра Штаудингера.
Давайте в первую очередь ограничим наше внимание тремя главными формами, которые представляет каждое чешуекрылое, а именно: личинкой, куколкой и имаго. Что касается постоянства или изменчивости этих трех форм, мы фактически находим в природе все комбинации, которые теоретически мыслимы.
(1.) Существуют виды, обладающие высокой степенью постоянства на всех трех стадиях, такие, например, как Limenitis Camilla, Pieris Brassicæ, Sphinx Ligustri и Euchelia Jacobææ.
(2.) Существуют виды, проявляющие высокую степень изменчивости на всех трех стадиях. Этот случай должен быть редким, так как я могу привести только Araschnia Prorsa-Levana, что объясняется тем обстоятельством, что стадия куколки, как правило, редко бывает изменчивой.
(3.) Существуют виды, которые изменчивы на двух стадиях и постоянны на третьей. К этому классу, например, относится Smerinthus Tiliæ, у которого личинка и имаго очень изменчивы, тогда как куколка вполне постоянна. То же самое относится к Lasiocampa Pini, известному сосновому коконопряду. Многие бабочки демонстрируют это же явление в других комбинациях, как, например, Vanessa Urticæ и Polychloros, у которых личинка и куколка очень изменчивы, а имаго очень постоянно. В меньшей степени то же самое относится к Vanessa Atalanta, тогда как у Pieris Napi куколка и имаго изменчивы, а гусеница удивительно постоянна, что также имеет место у местной формы Bryoniæ, которую, согласно моей теории, следует рассматривать как исходную форму Napi (см. Часть I настоящего тома).
(4.) Существуют виды, которые постоянны на двух стадиях и изменчивы только на третьей. Так, можно найти несколько видов, у которых личинка и куколка постоянны, а имаго изменчиво. Это случай Saturnia Yamamai, имаго которого, как известно, представляет бесчисленные оттенки цвета, варьирующие от светло-желтого до серовато-черного, тогда как зеленая гусеница показывает лишь незначительные индивидуальные различия в рисунке и почти никаких различий в цвете. Куколка этого вида вполне постоянна. Arctia Caja и Hebe, а также Chelonia Plantaginis относятся к этой же категории.
Существует очень большое число видов, которые обладают очень постоянными имаго и куколками, но чрезвычайно изменчивыми личинками. Мне известны следующие случаи: Macroglossa Stellatarum, Fuciformis и Bombyliformis; Chærocampa Elpenor, Celerio и Nerii; Deilephila Galii, Livornica, Hübn., Hippophaës, Vespertilio и Zygophylli; Sphinx Convolvuli; Acherontia Atropos; Smerinthus Ocellatus и Tiliæ; Callimorpha Hera; Cucullia Verbasci и Scrophulariæ.
Случаи, в которых изменчивость зависит исключительно от куколки, в то время как личинка и имаго чрезвычайно постоянны, встречаются крайне редко. Vanessa Io является примером этого: куколка бывает светло- или темно-коричневой или ярко-золотисто-зеленой, тогда как на двух других стадиях почти не встречаются светлые оттенки цвета или вариации в очень сложном рисунке.
Таким образом, факты подтверждают вышеприведенный взгляд на то, что отдельные стадии развития изменяются независимо — что изменение, происходящее на одной стадии, не оказывает влияния на предшествующие и последующие стадии. Если бы это было не так, ни одна стадия не могла бы стать изменчивой без того, чтобы все остальные стадии не стали таковыми. Если бы существовала корреляция между личинками, куколками и имаго такого рода, что каждое изменение у личинки влекло бы за собой соответствующее изменение у имаго, то, как только большое число личиночных признаков стало бы флуктуирующим (т. е. как только эта стадия стала бы изменчивой), большое число имагинальных признаков неизбежно также стало бы флуктуирующим (т. е. эта стадия также стала бы соответственно изменчивой).
Существует еще одно толкование, которое, возможно, могло бы быть предпринято с точки зрения старого учения о видах. Можно было бы сказать, что особой чертой некоторых личиночных или имагинальных рисунков является их изменчивость, в то время как другие постоянны, и поскольку личиночные и имагинальные рисунки вида обычно совершенно различны, легко может случиться, что бабочка, обладающая рисунком, имеющим свойство постоянства, может принадлежать гусенице, имеющей изменчивый рисунок.
В этом возражении есть доля истины, поскольку верно, что различные формы рисунков, встречающиеся у чешуекрылых, по-видимому, достигают разных степеней постоянства. Если мы говорим о постоянстве или изменчивости вида, этим выражениям придается разный смысл в зависимости от того, имеем ли мы дело, например, с видом Sphinx или видом Arctia. То, что в последнем случае оценивалось бы как высокая степень постоянства, в первом было бы принято за значительную степень изменчивости. В связи с вопросом о причинах постоянства интересно отметить, что способность любой формы рисунка достигать высокой степени постоянства отнюдь не обратно пропорциональна сложности рисунка, как можно было бы ожидать à priori.
Так, виды Sphinx и близких родов обладают на передних крыльях, которые большей частью окрашены смесью тускло-серого, белого и черного цветов, чрезвычайно сложным расположением линий, которые у постоянных видов показывают высокую степень единообразия; с другой стороны, клетчатые передние крылья наших Arctiidæ, которые имеют гораздо более грубый рисунок, всегда показывают, даже у самых постоянных видов, хорошо выраженные индивидуальные различия. Поэтому разные типы рисунка должны измеряться разными мерками.
Но, признавая это, мы решительно опровергаем утверждение, что постоянство и изменчивость являются неотъемлемыми свойствами определенных форм рисунка.
Это рассуждение основано на простом факте, что данный тип рисунка включает в себя как виды большой постоянности, так и (относительно) большой изменчивости.
Так, передние крылья Sphinx Ligustri и S. Convolvuli чрезвычайно постоянны, тогда как очень похоже окрашенный Anceryx (Hyloicus) Pinastri чрезвычайно изменчив. Аналогично Deilephila Euphorbiæ известна своей большой изменчивостью окраски и рисунка, тогда как D. Galii, которая настолько похожа на этот вид, что ее иногда путают с ним, обладает высокой степенью постоянства, и, кроме того, корсиканская и сардинская D. Dahlii очень изменчива. Среди семейства Arctiidæ, Callimorpha Hera и альпийская Arctia Flavia являются примерами постоянства, тогда как A. Caja, которая так похожа на последний вид, настолько повсеместно изменчива, что едва ли можно найти две совершенно идентичные особи вместе.
То же самое можно показать и для рисунков гусениц. Так, личинка D. Dahlii показывает очень значительную изменчивость, тогда как личинка D. Galii очень постоянна в рисунке (не считая основного цвета). Так же и личинка Vanessa Urticæ очень изменчива, а личинка V. Antiopa очень постоянна и т. д.
Большие различия в отношении постоянства или изменчивости, которые проявляются на разных стадиях одного и того же вида, должны поэтому найти свое объяснение не в самом типе рисунка. Объяснение должно быть найдено в том обстоятельстве, что каждая стадия изменяется независимо от других и в разные периоды может вступать в новую фазу изменчивости.
Здесь мы заранее подходим к главному вопросу: вызываются ли изменения внутренними или внешними причинами? является ли физическая природа организма тем, что вынуждено перестраиваться спонтанно по прошествии определенного периода времени? или же такая модификация происходит только тогда, когда она вызвана прямо или косвенно внешними условиями жизни?
В рассматриваемых нами случаях факты, несомненно, указывают на полную зависимость трансформаций от внешних условий жизни.
Независимое появление изменчивости на отдельных стадиях метаморфоза, однако, можно было бы считать лишь кажущимся. Можно было бы еще попытаться приписать изменения чисто внутренним причинам, т. е. филетической жизненной силе, предположив, что последняя действует периодически таким образом, что сначала одна, а затем следующая стадия становятся изменчивыми, пока, наконец, весь вид не преобразится.
Мало что можно сказать в ответ на это, если мы однажды прибегнем к совершенно неизвестным силам, действие которых можно произвольно представлять либо постоянным, либо периодическим.
Но если допустить, что такая преобразующая сила существует и действует периодически, изменчивость должна всегда проходить через различные стадии в фиксированном направлении, как волна по поверхности воды — имаго, куколка и личинка, или личинка, куколка и имаго должны последовательно становиться изменчивыми. Случаи, подобные Araschnia Prorsa, в которых все три стадии изменчивы, могут, конечно, быть объяснены таким образом, но те случаи, в которых личинка и имаго чрезвычайно изменчивы, а куколка вполне постоянна, совершенно необъяснимы с этой точки зрения.
Последнее, однако, можно очень просто объяснить, если предположить, что изменения зависят от внешних влияний. С этой точки зрения мы не только видим, как возможно, чтобы промежуточная стадия осталась незатронутой изменениями, которые влияют на две другие стадии, но мы также можем понять, почему именно стадия куколки так часто играет эту роль. Если мы спросим, почему большинство куколок постоянны и относительно лишь очень слабо изменчивы, ответ будет найден в том факте, что все куколки, которые остаются скрытыми в земле или внутри растений (Sesiidæ), или которые защищены прочными коконами, проявляют полное постоянство, тогда как значительная степень изменчивости встречается только у тех куколок, которые подвешены или открыто выставлены. Это тесно связано с фактом, на который я обращал внимание ранее, а именно, что диморфизм встречается у некоторых куколок, но только у тех, которые открыто выставлены и поэтому видны своим врагам. Мне известны такие случаи только среди куколок бабочек, и именно среди них я обнаружил значительную степень изменчивости.
Факты такого рода указывают на то, что Природа не играет бесполезно формами, но что, во всяком случае, изменения такого рода являются результатом внешних влияний. Большая частота изменчивости среди личинок и ее относительная редкость у имаго также, несомненно, говорят в пользу этого взгляда.
Уже было показано, что виды с изменчивыми личинками и постоянными имаго чрезвычайно распространены, но те, у которых постоянные личинки и изменчивые имаго, встречаются очень редко. Это подтверждает выводы, уже сделанные выше: во-первых, что изменчивость имаго не может быть обязана своим существованием изменчивости личинок, и, во-вторых, что причины, вызывающие изменчивость, влияют на личиночное состояние более часто, чем на состояние имаго.
Где еще можно искать эти причины, как не во внешних условиях жизни, которые столь широко различаются на двух стадиях и которые гораздо более изменчивы для личинки, чем для имаго?
Возьмем виды одного рода, например, Deilephila. Имаго наших европейских видов — насколько нам известно — все живут совершенно одинаково; они все летают в сумерках, проявляя предпочтение к одним и тем же цветам и очень часто посещая одни и те же места, так что в местах обитания одного вида почти всегда можно встретить другие, если предположить, что они встречаются в той же местности. Они скрываются днем в подобных местах и подвергаются нападению подобных врагов.
Совершенно иначе обстоит дело с гусеницами. Они, даже в случае самых близкородственных видов, живут в разных условиях, что видно из того факта, что они питаются разными растениями. Последние, однако, могут вызывать изменения как прямо, так и косвенно. Личинки могут приобретать адаптивные цвета и рисунки, и они будут варьироваться в соответствии с цветом и строением кормового растения; или они могут стать ярко окрашенными как знак неприятного вкуса в тех случаях, когда они несъедобны. Затем, опять же, цвет почвы, на которой живут личинки, будет влиять на их цвета, делая их адаптивными. Некоторые привычки гусениц также могут зависеть от природы их кормовых растений. Так, например, Deilephila Hippophaës питается только ночью и скрывается днем под мхом и среди листьев у основания кормового растения; но D. Euphorbiæ не могла бы приобрести такую привычку, потому что Euphorbia Cyparissias обычно растет на засушливой почве, бедной растительностью, которая поэтому не дает укрытия, и, кроме того, потому что гусеница, пока она продолжает питаться, не может, и, по правде говоря, никогда не уходит далеко от своего кормового растения. Привычка скрываться, зарываясь в землю, такая, например, как встречается у Acherontia Atropos, также не могла бы быть приобретена D. Euphorbiæ, потому что ее кормовое растение обычно растет на твердой, сухой и каменистой почве.