Образ жизни весьма значительно различается у двух групп личинок. Хотя личинки двукрылых, как правило, не совсем неспособны к передвижению, как червеобразные личинки перепончатокрылых (пчелы, наездники), большинство из них, тем не менее, обладают лишь малой способностью к движению в пищевом субстрате, на который они были отложены в виде яиц. Они не отправляются на поиски пищи, либо потому, что паразитируют в других насекомых подобно наездникам (Tachina), либо живут на разлагающихся животных или растительных веществах, или среди больших скоплений своей добычи, как личинки Syrphidae среди тлей. Они обычно окукливаются в том же месте, которое населяют в качестве личинок, и, более того, в своей личиночной коже, которая затвердевает в овальный пупарий. Некоторые немногие покидают место питания и окукливаются после преодоления короткого расстояния (Eristalis).
Как и в случае перепончатокрылых, строение личинок здесь также можно объяснить особенностями их образа жизни. Существа, которые живут в массе пищи, не нуждаются ни в специальных органах передвижения, ни в специально развитых органах чувств (глазах). У них нет нужды в трех парах челюстей, поскольку они питаются только жидкими веществами, а крючки внутри рта служат не для измельчения пищи, а только для закрепления всего тела. С челюстями и их мышечной системой исчезает также необходимость в твердой поверхности прикрепления, т. е. роговой голове.
Образ жизни личинок типа комара совершенно иной по большинству пунктов. Большинство, и притом наиболее типично сформированные из них, должны отправляться на поиски пищи, будь то хищники, такие как Culicidae и многие другие Nemocera (Corethra, Simulium), или питаются растениями, которые они в некоторых случаях сплетают в защитную трубку (некоторые виды Chironomus). Многие живут в воде и передвигаются с большой скоростью; другие зарываются в землю или в растительные вещества; и даже те виды, которые живут на грибах, иногда странствуют на большие расстояния, как в хорошо известном случае «армейского червя», когда тысячи личинок Sciara thomae таким образом мигрируют.
Теперь два типа личинок соответствуют в целом двум большим группам, на которые, как мне кажется, справедливо делятся двукрылые (genuina), как правило. В этом отношении, следовательно, существует равенство соотношения форм — группировка та же, и инконгруэнтность зависит только от того, что расхождение форм между двумя видами личинок больше, чем между двумя видами имаго.
То, что расхождение форм больше у личинок, чем у имаго, не может вызывать сомнений; то, что это отдаленное соотношение форм, однако, не может быть отнесено к очень отдаленному общему происхождению, т. е. к очень отдаленному кровному родству, не только следует из существования переходных форм между двумя подотрядами, но может быть продемонстрировано здесь, как и в случае перепончатокрылых, эмбриональным развитием червеобразных личинок.
Семнадцать лет назад я показал, что червеобразные личинки Muscidae в эмбриональном состоянии обладали хорошо развитой головой с усиками и тремя парами челюстей, но что позже, в ходе эмбрионального развития, происходит заметная редукция и трансформация этих частей, так что, наконец, четыре головных сегмента появляются как одно маленькое кольцо, сформированное из сросшихся пар максилл, в то время как так называемый «передний лоб» (первый головной сегмент), вместе с мандибулами, превращается в сосательную голову, вооруженную крючками и лежащую внутри тела. Во время написания я не сделал никакого вывода из этих фактов в отношении филетического развития этих личиночных форм; не сделал этого и Бючли, шесть лет спустя, в точно аналогичном случае личинок пчел. Вывод, однако, настолько очевиден, что удивительно, что он не был сделан до настоящего времени.
Не может быть сомнений в том, что червеобразные личинки насекомых отнюдь не являются древними формами, а, напротив, являются совершенно недавними, как впервые указал Фриц Мюллер, а впоследствии Паккард и Брауэр, и как утверждается в последней работе Пауля Майера по филогении насекомых.
Личинки двукрылых, очевидно, произошли от личиночной формы, которая обладала роговой головой с усиками и тремя парами челюстей, но которая не имела придатков на брюшных сегментах; они, следовательно, являются обычными личинками двукрылых типа комара, которые модифицировались совершенно своеобразным образом и адаптировались к новому образу жизни, точно так же, как личинки перепончатокрылых являются личинками типа пилильщиков, которые аналогично трансформировались, хотя отнюдь не таким же образом. Сходство между двумя типами личинок в значительной степени чисто внешнее и зависит от процесса, названного Оскаром Шмидтом «конвергенцией», т. е. от адаптации гетерогенных форм животных к сходным условиям жизни. Благодаря адаптации к жизни внутри массы жидкой питательной среды, гусеницеобразные личинки перепончатокрылых и личинки двукрылых типа Tipula приобрели сходный внешний вид и многие сходства во внутреннем строении, или, вкратце, достигли значительной степени соотношения форм, что, безусловно, имело бы тенденцию скрыть широкое расхождение в кровном родстве, если бы эмбриологические формы с одной стороны и имаго с другой не предоставили нам объяснения.
Безусловно, представляет большой интерес то, что в другом отряде насекомых — жесткокрылых — червеобразные личинки встречаются совершенно нерегулярно, и их происхождение здесь можно проследить к точно таким же условиям жизни, как те, которые породили личинок пчел. Я имею в виду питающихся медом личинок Meloidae (Meloe, Sitaris, Cantharis). Этот случай тем более поучителен, что шестиногая личиночная форма еще не отнесена к развитию внутри яйца, а сохраняется на первой личиночной стадии. На второй личиночной стадии впервые принимается червеобразная форма, хотя она, безусловно, не так хорошо выражена, как у двукрылых или перепончатокрылых, поскольку ни голова, ни грудные ноги не подавлены так полностью, как в этих отрядах. Тем не менее, эти части сделали большой шаг вперед в процессе трансформации.
Червеобразные личинки перепончатокрылых и двукрылых кажутся мне особенно поучительными в отношении главного вопроса о причинах трансформации. Ответ на вопросы: что дает импульс к изменению? является ли этот импульс внутренним или внешним? вряд ли может быть дан с большей ясностью, чем здесь. Если эти личинки оставили свою предковую форму и приобрели широко расходящееся строение, возникающее не только из подавления, но отчасти также из существенно новой дифференциации (сосательная голова Muscidae), и если эти структурные изменения показывают тесную адаптацию к существующим условиям жизни, то уже из этих соображений трудно представить, как такие трансформации могут зависеть от действия филетической силы. Последняя должна была предвидеть, что именно в этот или тот фиксированный период времени предки этих личинок были бы помещены в условия жизни, которые сделали бы желательным для них модифицироваться в червеобразный тип. Но если в то же время имаго в меньшей степени удалены от таковых гусеницеобразных личинок, причем это расхождение находится в точном соответствии с отклонениями в условиях жизни, то я, по крайней мере, не вижу, как мы можем избежать следствия, что именно внешние условия жизни производят трансформации и побуждают организм к изменению. Мне непостижимо, как одна и та же жизненная сила может в одном и том же индивиде побуждать одну стадию трансформироваться слабо, а другую — сильно, причем эти трансформации соответствуют по степени более сильным или более слабым отклонениям в условиях жизни, которым организм подвергается на двух стадиях; не говоря уже о том, что такими неравными расхождениями идея совершенной системы (творческой мысли) полностью опрокидывается.
Нельзя также выдвинуть возражение, что мы здесь имеем дело только с незначительными изменениями — не более чем с остановкой развития отдельных органов и тому подобным, вкратце, только с теми изменениями, которые можно приписать действию окружающей среды.
Мы здесь имеем дело в такой же малой степени с простым подавлением органов вследствие остановки развития, как и в случае усоногих раков; трансформация и реконструкция всего тела заходит даже гораздо дальше, чем у этих ракообразных, хотя и не столь заметна внешне. Где еще мы находим насекомых, имеющих голову внутри полости тела (сосательная голова Muscidae), и у которых первый сегмент — физиологический представитель головы — состоит целиком из сросшихся усиков и пар максилл?
Инконгруэнтности в соотношениях форм, однако, чрезвычайно многочисленны в случае двукрылых, и потребовался бы специальный трактат, чтобы обсудить их всесторонне. Я могу здесь упомянуть только один случай, потому что неравенство проявляется в этом примере в совершенно противоположном смысле.
Герштекер, который, безусловно, является компетентным энтомологом, делит двукрылых на три трибы, а именно Diptera genuina, Pupipara и Aphaniptera. Последние, блохи, обладают в своих разделенных грудных сегментах и в своих членистых губных придатках признаками, столь широко расходящимися с таковыми настоящих двукрылых и Pupipara, что Латрейль и английские зоологи отделили их целиком от двукрылых и выделили в отдельный отряд. Те, кто не согласен с этой классификацией, но вместе с Герштекером включает блох в состав двукрылых, тем не менее признают, что морфологическое расхождение между Aphaniptera и двумя другими трибами гораздо больше, чем то, которое существует между последними. Теперь личинки блох совершенно сходны по строению с личинками типа комара, поскольку они обладают роговой головой с типичными ротовыми частями и усиками и 13-сегментным телом, лишенным ног. Если бы мы были знакомы только с личинками блох, мы бы отнесли их к настоящим двукрылым в подотряд Nemocera. При первой находке такой личинки мы ожидали бы увидеть выходящего из куколки маленького комара.
В то время как имаго Nemocera и Aphaniptera демонстрируют лишь весьма отдаленное морфологическое родство, их личинки очень близки. Может ли кто-либо сомневаться в том, что в данном случае в наибольшей степени дивергировала не личинка, а имаго? Разве блохи, кроме того, не приспособились к условиям жизни, значительно отличающимся от условий жизни всех других двукрылых, в то время как их личинки в этом отношении не отличаются от многих других личинок двукрылых?
Таким образом, мы имеем здесь еще один случай неравномерного филетического развития, который проявляется в совершенно различном морфологическом родстве личинок и имаго. Следовательно, в данном случае, как и в случае с чешуекрылыми, иногда личиночная, а иногда имагинальная стадия претерпевала наибольшие преобразования, и, как и в упомянутом отряде, возражение о том, что филетическая жизненная сила производит более значительные и важные дифференцировки на более высокой имагинальной стадии, чем на более низкой или менее развитой личиночной стадии, является столь же несостоятельным.
Если, однако, задаться вопросом, зависит ли неравномерное филетическое развитие в данном случае от неодинакового числа трансформирующих импульсов, которые две стадии могли испытать за равный промежуток времени, то на него следует решительно ответить отрицательно. Неравномерное развитие в данном случае, как и в более высоких систематических группах чешуекрылых, очевидно, зависит от неодинаковой значимости частей, затронутых изменениями. Эти части с одной стороны имеют малое, а с другой стороны — большое значение для общего строения насекомого. Это видно на последнем из упомянутых примеров блох, где из типичных частей тела рудиментарными стали только крылья, тогда как усики, ротовые части, ноги и даже форма и способ сегментации (свободные грудные сегменты) должны были претерпеть наиболее важные модификации; их личинки, с другой стороны, могли претерпеть лишь незначительные изменения, поскольку они все еще согласуются во всех типичных частях с личинками типа комаров.
Хотя, следовательно, в этом и подобных случаях на одной стороне вполне могло произойти большее число трансформирующих импульсов — и действительно весьма вероятно, что это число было не абсолютно одинаковым, — тем не менее главная причина поразительного несоответствия заключается не в этом, а скорее в силе трансформирующих импульсов, если мне будет позволено использовать этот образ, или, выражаясь точнее, в важности частей, которые подвергаются изменениям, и одновременно в степени самого изменения.
В этом выводе, как мне кажется, содержится важный теоретический результат, который еще более свидетельствует против эффективности филетической силы.
Если так называемые «типичные части» животного исчезают полностью только под действием окружающей среды, и, более того, если эти части могут быть настолько полностью видоизменены, что дают начало совершенно новым и опять-таки типичным структурам (сосательная голова Muscidae), при этом типичные части другой стадии той же особи не модифицируются и не превращаются в новый тип структуры, как мы можем поддерживать различие между типичными и нетипичными частями в отношении их происхождения? Но если различие существует только в отношении физиологической важности таких частей, т.е. их важности для равновесия всей организации, в то время как в отношении трансформации и подавления действуют точно такие же влияния, как и те, что вызывают изменение или исчезновение так называемых адвентивных частей, где остается хоть какой-то простор для действия предполагаемой филетической силы? Какое право мы имеем предполагать, что типичные структуры возникают под действием жизненной силы? Тем не менее, это последнее прибежище тех, кто вынужден признать, что большое число частей или признаков животного может быть изменено, подавлено или даже создано под действием окружающей среды.
IV. Резюме и заключение.
Вопрос, вынесенный в заголовок второго раздела этого эссе, по завершении исследования должен быть решен отрицательно. Морфологическое родство личинок не всегда совпадает с таковым у имаго, или, другими словами, система, основанная исключительно на морфологии личинок, не всегда совпадает с системой, основанной исключительно на морфологии имаго.
Здесь представлены два вида несоответствия. Первое возникает из-за различной степени дивергенции между двумя систематическими группами у личинок и у имаго, при том что эти группы равны по объему. Вторая форма несоответствия по существу заключается в том, что две стадии образуют систематические группы разного объема: либо одна стадия составляет группу более высокого порядка, чем другая, и, следовательно, образует группу неравной ценности, либо обе стадии образуют группы равной систематической ценности, однако эти группы не совпадают по объему, а одна перекрывает другую.
Эта вторая форма несоответствия очень часто связана с первым видом и по большей части является прямым следствием последнего.
Причину несоответствий следует искать в неравномерном филетическом развитии: либо одна стадия в течение одного и того же периода времени подвергалась влиянию большего числа трансформирующих импульсов, чем другая, либо эти импульсы различались по силе, т.е. затрагивали части большей или меньшей физиологической ценности, либо влияли на части равной ценности с неодинаковой силой.
Во всех тех случаях, когда существуют глубокие морфологические различия, можно показать, что они точно соответствуют неравенствам в условиях жизни, причем это соответствие проявляется в двух направлениях: в силе и в объеме; первое определяет степень морфологического различия, второе — его распространенность в пределах большей или меньшей группы видов.
Различные формы несоответствия проявляются следующим образом:
(1.) Различная степень морфологической дивергенции между личинками с одной стороны и имаго с другой. Среди чешуекрылых это встречается наиболее часто у разновидностей и видов, и есть доказательства того, что в этом случае одна стадия была затронута трансформирующими влияниями либо в одиночку (разновидности), либо, во всяком случае, в большей степени (виды). В последнем случае можно многими способами показать, что одна стадия (личинка) фактически осталась на более старой филетической ступени (виды Deilephila). Несоответствия такого рода, зависящие исключительно от более частого действия трансформирующих импульсов, могут наблюдаться только в малых систематических группах, в более крупных они ускользают от сравнительного изучения. В высших группах неравная морфологическая дивергенция может быть вызвана тем, что трансформирующие импульсы затрагивают части неравной физиологической и морфологической ценности, или тем, что они влияют на части равной ценности в разной степени. Все эффекты такого рода, однако, могут проявиться только после длительного накопления единичных изменений, т.е. только в тех систематических группах, которые требуют длительного периода времени для своего формирования. Благодаря этому мы можем полностью объяснить, почему несоответствия морфологической дивергенции постоянно уменьшаются от разновидностей к родам, а затем снова возрастают от родов вверх через семейства, трибы и подотряды: первое уменьшающееся несоответствие зависит от неравного числа трансформирующих импульсов, последнее возрастающее несоответствие зависит от неравной силы этих импульсов.
Случаи второго рода встречаются среди семейств чешуекрылых, особенно в высших группах (Rhopalocera и Heterocera), и кажутся еще более поразительными в высших группах перепончатокрылых и двукрылых. Так, гусеницеобразные и червеобразные личинки перепончатокрылых различаются между собой в гораздо большей степени, чем их имаго, поскольку последние претерпели полное преобразование типичных частей; в то время как у гусеницеобразных личинок эти части варьируют лишь в умеренных пределах. Аналогично в случае с двукрылыми, личинки которых комарообразного типа сильнее дивергируют от личинок типа личинок мух, чем сами комары от настоящих мух. С другой стороны, дивергенция между имаго блох и комаров значительно больше, чем между их личинками — действительно, личинки блох должны были бы классифицироваться как семейство подотряда комарообразных личинок, если бы мы хотели осуществить личиночную классификацию. Этим также становится очевидным, что эти неравные дивергенции, когда они встречаются в высших систематических группах, всегда вызывают одновременно вторую форму несоответствия — формирование неравных систематических групп.