Те неравномерные расхождения форм, которые встречаются в высших систематических группах, всегда связаны с различным формированием групп — личинки образуют иные систематические группы, нежели имаго, так что одна из этих стадий составляет более высокую или более низкую группу; либо же группы в обеих стадиях имеют равное значение, но неравную величину — они не совпадают, а одна перекрывает другую.
Несоответствия последнего рода проявляются в определенных случаях внутри семейств (Nymphalidae), но я не буду сейчас подвергать их более детальному анализу, поскольку их причины станут более ясны при последующем рассмотрении отрядов Hymenoptera и Diptera. Несоответствия первого рода, однако, допускают ясное объяснение в случае бабочек. Они проявляются наиболее отчетливо в группах, состоящих из семейств.
Никому до сих пор не удалось установить группу Rhopalocera посредством какого-либо единого признака, общего для личинок; тем не менее, эта группа у имаго является наиболее четкой и хорошо определенной во всем отряде. Если мы сообщим самому неопытному новичку, что булавовидные усики являются главным признаком бабочек, он никогда не усомнится в отнесении одного из этих насекомых к его правильной группе. Такой типичный признак, общий для всех семейств, однако, отсутствует у личинок; и можно было бы справедливо сказать, что не существует личинок Rhopalocera, или, вернее, что существуют только личинки Equites, Nymphales и Heliconii. Личинки различных семейств могут быть легко разделены посредством характерных отличий, и для знатока было бы несложно в отдельных случаях отличить гусеницу Rhopalocera как таковую; но эти личинки обладают лишь семейными признаками, а не признаками более высокого порядка.
Это несоответствие отчасти зависит от того обстоятельства, что расхождение форм между семейством Rhopalocera и семейством Heterocera гораздо больше со стороны имаго, чем со стороны личинок. Если бы существовало только одно семейство бабочек, такое как Equites, мы были бы обязаны возвести его в ранг подотряда со стороны имаго, но не со стороны личинок. Такие случаи действительно встречаются, и пример подобного рода будет упомянут позже в связи с Diptera. Но это само по себе не объясняет, почему со стороны имаго целый ряд семейств демонстрирует одинаковую степень морфологического расхождения с семействами других групп. Таким образом, здесь необходимо объяснить две вещи: во-первых, почему расхождение форм между имаго Rhopalocera и Heterocera больше, чем между их личинками? и, во-вторых, почему имаго Rhopalocera могут быть объединены в одну большую группу посредством общих признаков, в то время как личинки — нет?
Ответы на оба эти вопроса можно легко дать с нашей нынешней точки зрения. Что касается первого вопроса, то его решение заключается в том факте, что расхождение форм всегда точно соответствует расхождению функций, т. е. расхождению в образе жизни.
Если мы сравним бабочку с молью, то не может быть сомнений в том, что разница в условиях жизни гораздо больше со стороны имаго, чем со стороны личинок. Различия в образе жизни личинок в целом весьма незначительны. Все они являются растительноядными, требуют большого количества пищи и могут прекращать питание лишь на короткое время, по какой причине они никогда надолго не покидают свои кормовые растения, и для них важнее оставаться прочно прикрепленными, чем быть способными быстро передвигаться. Им нет необходимости долго искать пищу, так как они обычно находятся среди ее изобилия, и от этого зависит слабое развитие их глаз и других органов чувств. В целом гусеницы живут в очень однородных условиях, хотя они могут варьировать в многообразных деталях.
Наибольшее различие в образе жизни, которое встречается среди личинок чешуекрылых, демонстрируют древоточцы. Но даже они, которые из-за постоянного отсутствия света, твердости своей пищи, заключения внутри узких твердостенных ходов и особого вида движения, требуемого этими ходами, находятся во многих отношениях в иных условиях, чем те личинки, которые живут открыто на растениях, не претерпели какого-либо общего изменения в типичном строении тела в результате адаптации к этим условиям жизни. Эти личинки, которые, как уже упоминалось, принадлежат к самым разнообразным семействам, более или менее бесцветны и уплощены, имеют очень сильные челюсти и маленькие ножки; но ни у одной из них мы не находим меньшего числа сегментов, или какого-либо исчезновения, или важной трансформации типичных конечностей; все они без исключения обладают шестнадцатью ногами, как и другие личинки, за исключением Geometrae.
Теперь, если даже при наиболее широко расходящихся условиях жизни адаптация формы достигается относительно небольшими и в некоторой степени поверхностными изменениями, мы должны ожидать менее типичных трансформаций у подавляющего большинства гусениц, которые живут на поверхности растений или в их более мягких частях (большинство Micro-lepidoptera). Большое разнообразие форм гусениц существенно зависит от различного формирования кожи и подлежащих частей. Кожа иногда бывает голой и может тогда приобретать самые разнообразные цвета, либо защитные, либо заметные, или же она может развивать отпугивающие или защитные отметины; в других случаях она может быть покрыта волосками, которые жалят, или шипами, которые колют; некоторые из ее желез могут развиваться до огромных размеров и приобретать яркие цвета и способность выделять зловонные секреты (щупальца Papilionidae и Cuspidate личинок); благодаря развитию бородавок, углов, горбов и т. д. любая гусеница может приобрести самую гротескную форму, значение которой в отношении жизни насекомого в большинстве случаев пока отнюдь не ясно: типичные части, однако, не подвергаются существенному влиянию этих многообразных вариаций. В крайнем случае изменяется только форма отдельных сегментов тела, а вместе с ними и форма всего насекомого (онциформные личинки Lycaenidae), но сегмент никогда не подавляется, и даже значительное удлинение ног встречается крайне редко (Stauropus fagi).
Поэтому мы можем справедливо утверждать, что строение личинок в целом удивительно однородно вследствие однородности условий жизни. Несмотря на большое разнообразие внешнего вида, общее строение гусениц не меняется — варьирует лишь их внешнее убранство, иногда в одном направлении, иногда в другом, которое, исходя из унаследованных признаков, наилучшим образом адаптируется к различным особым условиям жизни.
Все это совершенно иначе обстоит в случае имаго, где мы встречаем очень важные различия в условиях жизни. Бабочки, которые живут под влиянием прямого солнечного света и гораздо более высокой температуры и которые находятся в полете гораздо более длительный период в течение дня, очевидно, должны быть иначе оснащены, чем моли, в отношении своих двигательных органов (крыльев), степени волосистости, а также развития глаз и других органов чувств. Правда, в настоящее время мы не в состоянии предоставить особые доказательства того, что отдельные органы бабочек точно адаптированы к дневной жизни, но мы можем с уверенностью сделать этот общий вывод из того обстоятельства, что ни одна бабочка не ведет ночной образ жизни. Нельзя возразить, что существует много молей, которые летают днем. Безусловно, кажется, что не требуется больших структурных изменений, чтобы наделить чешуекрылое, организованное для ночной жизни, способностью летать также и днем; но это ничего не доказывает против того взгляда, что строение бабочек зависит от адаптации к дневной жизни. Аналогичные случаи, как известно, встречаются во многих других группах животных. Так, десятиногие ракообразные очевидно организованы для водной жизни; но есть некоторые крабы, которые совершают длительные путешествия по суше. Рыбы кажутся не менее исключительно адаптированными к жизни в воде; тем не менее, «ползающий окунь» (Anabas) может часами жить на суше.
Не то обстоятельство, что некоторые моли летают днем, является необычайным и требует особого объяснения, а обратный факт, только что упомянутый, что ни одна известная бабочка не летает ночью. Мы можем заключить из этого, что организация последних не адаптирована к ночному образу жизни.
Если мы предположим, что семейство чешуекрылых, адаптированное к дневной жизни, с течением времени дает начало ночному семейству, то не может быть сомнений в том, что трансформация структуры была бы гораздо большей со стороны имаго, чем со стороны личинок. Последние не остались бы совсем неизменными — не потому, что их имаго перешли к ночному образу жизни, что для личинки было бы совершенно безразлично, а потому, что это изменение могло бы произойти лишь очень постепенно в течение большого числа поколений, и в течение этого долгого периода условия жизни неизбежно часто менялись бы в отношении личинок. Выше было показано, что в течение периода времени, необходимого для формирования нового вида, импульсы к изменению возникают с обеих сторон; насколько же более многочисленными они должны быть в случае группы гораздо более высокого ранга, для установления которой требуется значительно более длительный период. В предполагаемом случае, следовательно, личинки также изменились бы, но они претерпели бы гораздо меньшие трансформации, чем имаго. В то время как у последних почти все типичные части тела претерпели бы глубокие изменения вследствие совершенно иных условий жизни, личинки, возможно, изменились бы только в окраске, волосках, щетинках или других внешних признаках, при этом типичные части претерпели бы лишь незначительные модификации.
Таким образом можно легко понять, почему личинки семейства Noctuidae не отличаются в большей степени от личинок семейства бабочек, чем последние от какого-либо другого семейства Rhopalocera, или почему имаго семейства Rhopalocera и семейства Heterocera представляют гораздо большие расхождения форм, чем их личинки. В то же время объясняется неравное значение, которое должно быть приписано любому отдельному семейству бабочек в его личиночной стадии и в стадии имаго. Неравные расхождения форм точно совпадают с неравенствами в условиях жизни.
Когда целые семейства бабочек демонстрируют одинаковое строение в своих типичных частях (усики, крылья и т. д.) и, что более важно, могут быть отделены как систематическая группа более высокого порядка (т. е. как секция или подотряд) от других чешуекрылых, в то время как их личиночные семейства не кажутся связанными каким-либо общим признаком, причина этого несоответствия заключается просто в том обстоятельстве, что имаго живут в некоторых особых условиях, которые являются общими для них всех, но которые не повторяются в других группах чешуекрылых. Их личинки живут точно так же, как и личинки всех других семейств чешуекрылых — они не отличаются по своему образу жизни от личинок семейств Heterocera в большей степени, чем они отличаются друг от друга.
Поэтому мы видим здесь общность формы в тех же пределах, в которых существует общность в условиях жизни. У всех бабочек такая общность обнаруживается в их дневном образе жизни, и в соответствии с этим мы находим, что только они, а не их личинки, могут быть сформированы в группу, имеющую общие признаки.
У личинок мы также находим согласие в условиях жизни лишь в гораздо более широких пределах, а именно в пределах всего отряда. В границах отряда чешуекрылых условия жизни гусениц, как только что было показано, в целом очень однородны, и строение личинок соответственно почти точно совпадает во всех семействах чешуекрылых в каждой существенной, т. е. типичной, части.
Таким образом объясняется доселе непостижимый феномен, что подотрядовая группа Rhopalocera не может быть основана на личинках, но что гусеницы чешуекрылых в целом могут быть объединены в более высокую группу (отряд); они составляют в совокупности семейства и отряд, но не промежуточную группу подотряда. Этим мы одновременно отвечаем на возражение, которое может быть выдвинуто, а именно, что личиночные формы не могут быть сформированы в высокие систематические группы из-за их «низкой и неразвитой» организации.
Этому виду несоответствия, а именно формированию систематических групп неравного значения и величины, я должен придать наибольший вес в отношении теоретических соображений. Я утверждаю, что это, как я уже кратко указал выше, совершенно несовместимо с допущением филетической силы. Как мыслимо, чтобы такая сила могла действовать в одном и том же организме в двух совершенно разных направлениях — чтобы она должна была в одном и том же виде приводить к созданию совершенно разных систем для личинок и для имаго, или чтобы она должна была приводить только к формированию семейств у личинок и подотрядов у имаго? Если бы существовала внутренняя сила, которая имела бы тенденцию вызывать к жизни определенные группы форм животных такого рода, что они составляли бы одно гармоничное целое, компоненты которого находились бы друг с другом в фиксированных морфологических отношениях, то для такой силы, безусловно, было бы легким делом придать личинкам бабочек какой-нибудь небольшой признак, который отличал бы их как таковых и который в некоторой мере запечатлел бы на них печать «Rhopalocera». Однако такого признака мы не находим; напротив, все говорит о том, что трансформации органического мира являются целиком результатом внешних влияний.
III. Несоответствия в других отрядах насекомых.
Хотя отряд чешуекрылых по многим причинам особенно благоприятен для исследования, подобного тому, что было предпринято в предыдущем разделе, тем не менее будет полезно изучить формоотношения двух главных стадий в некоторых других отрядах метаморфизирующих насекомых и исследовать, совпадает ли в этих случаях формирование систематических групп с общими условиями жизни.
Hymenoptera. В этом отряде не может быть ни малейшего сомнения относительно формоотношений имаго. Характерное сочетание передне- и среднегруди, число и жилкование крыльев, а также ротовые органы, приспособленные для грызения и лизания, встречаются во всем отряде и не оставляют сомнений в том, что Hymenoptera хорошо обоснованы своими признаками имаго.
Но совершенно иначе обстоит дело с личинками. Можно смело утверждать, что отряд никогда не был бы основан, если бы были известны только личинки. Здесь встречаются два различных типа личинок: один — гусеницеобразный — обладающий отчетливой роговой головой, снабженной типичными жевательными органами насекомых, и телом, имеющим тринадцать сегментов, к которым, в дополнение к варьирующему числу брюшных ног, всегда прикреплены три пары роговых грудных ног; другой тип — червеобразный, без роговой головы, совершенно лишенный ротовых органов, или, по крайней мере, трех пар типичных челюстей насекомых, а также лишенный брюшных и грудных ног. Число сегментов чрезвычайно варьирует; личинки пилильщиков имеют тринадцать, помимо головы, червеобразные личинки пчел обладают четырнадцатью сегментами в общей сложности, а орехотворки и наездники — только двенадцатью или десятью. Мы также сильно ошиблись бы, если бы ожидали найти связующие признаки во внутренних органах. Кишечник совершенно различен у двух типов личинок, заднее отверстие отсутствует у червеобразных личинок; по крайней мере, только трахейная и нервная системы показывают определенное согласие, но оно не является полным.
Отряд Hymenoptera, говоря точно и понимая его только морфологически, существует, следовательно, только в имаго; у личинок существуют только гусеницеобразная и червеобразная группы. Первая демонстрирует большое сходство с личинками чешуекрылых, и при отсутствии всякого знания о дальнейшем развитии можно было бы попытаться объединить их с ними в одну группу. Эти две, безусловно, различаются в определенных деталях строения ротовых органов и в числе сегментов, брюшных ног и т. д. в достаточной степени, чтобы оправдать их рассмотрение как двух подотрядов одного личиночного отряда; но в любом случае они рассматривались бы как гораздо более близкие по форме, чем гусеницеобразный и червеобразный типы личинок Hymenoptera.
Не мыслимо ли, однако, что имаго Hymenoptera — наездники и осы — могут быть лишь случайно похожи, и что они на самом деле произошли от совершенно различных предковых форм, одна из которых произошла вместе с гусеницами чешуекрылых от одного корня, а другая — вместе с червеобразными личинками двукрылых от другого корня?
Это, безусловно, не так; общие признаки слишком глубоки, чтобы допустить предположение, что сходство здесь лишь поверхностное. Только из строения имаго можно с большой вероятностью вывести общее происхождение всех Hymenoptera. Это было бы возведено в степень уверенности, если бы мы могли продемонстрировать филетическое развитие червеобразных личинок Hymenoptera из гусеницеобразных посредством онтогенеза первых. Из прекрасных исследований Бючли по эмбриональному развитию пчел мы знаем, что эмбрион червеобразной личинки обладает полной головой, состоящей из четырех сегментов и снабженной тремя типичными парами челюстей. Эти головные сегменты впоследствии не формируются в настоящую роговую голову, а сморщиваются; в то время как челюсти исчезают, за исключением первой пары, которая сохраняется в форме мягких отростков с маленькими роговыми остриями. Мы также знаем, что из трех передних сегментов эмбриона развиваются три типичные пары ног в форме круглых зачатков, точно так же, как они впервые появляются у всех насекомых. Эти рудиментарные конечности претерпевают полную дегенерацию до рождения личинки, как и конечности всех остальных сегментов, которые даже в этом примитивном состоянии показывают небольшое отличие от трех передних рудиментарных ног.
Червеобразные личинки Hymenoptera, следовательно, произошли от форм, которые обладали роговой головой с усиками и тремя парами челюстей и 13-сегментным телом, три передних сегмента которого были снабжены ногами, несколько отличающимися от ног других сегментов; то есть они произошли от личинок, которые обладали строением, в целом сходным с таковым у существующих личинок пилильщиков. Общее происхождение всех Hymenoptera из одного источника таким образом установлено с уверенностью.
Но от чего зависит это большое неравенство в формоотношениях личинок и имаго? Существующие червеобразные личинки, без сомнения, гораздо дальше отстоят от активных гусеницеобразных личинок, чем пилильщики от Aculeata. В то время как эти две группы различаются лишь посредством различных модификаций типичных частей (конечностей и т. д.), их личинки разделяются гораздо более глубокими различиями; конечности типичного значения полностью исчезают в одной группе, но в другой достигают полного развития.