Термин «экология» введен в научный обиход Эрнстом Геккелем в 1866 г. Экология — это наука, изучающая взаимоотношения организма со средой его обитания, в том числе взаимоотношения с другими организмами. Экое (или ойкос) по гречески — дом. Однако ойкос — это не только дом или место жительства.
Это такой парк, где живут различные животные: одни — в клетках, а другие — без клеток, в вольерах.
Культура — это не только умение пользоваться вилкой, сморкаться в носовой платок и рассуждать о музыке. Культурой называется вся совокупность знаний, умений и навыков, накопленных отдельной группой живых существ. Умение вести себя в обществе — тоже элемент культуры, но только один из многих. Культура повышает приспособленность особи, она наследуется, передается из поколения в поколение, но в ДНК склонность пользоваться носовым платком или умение изготавливать каменные топоры не закодированы. Если элементы культуры повышают (или понижают) приспособленность особи, значит, культурные признаки, во-первых, должны подвергаться естественному отбору. Во-вторых, коль скоро культура определяет приспособленность и подвергается естественному отбору, она должна эволюционировать. Но эволюционирует культура не в соответствии с современной теорией эволюции, а так, как представлял себе эволюцию Жан-Батист Ламарк.
Коль скоро отбор оценивает нас по количеству выживших потомков, то, при прочих равных условиях, чем больше потомков вы произведете на свет, тем больше шансов, что отбор обратит на вас внимание. Существуют на свете организмы, которые производят сотни тысяч и миллионы потомков. Число семян, которые разбрасывает за свою жизнь ель или берёза, трудно подсчитать. Устрицы выбрасывают в воду миллионы яиц, а треска — миллионы икринок. Принято считать, что треска, или устрица, или береза не заботятся о своих потомках. Простите, но как это, не заботятся? Чтобы произвести на свет такое количество икринок, нужно «отдать» им очень много сил и энергии, которую вполне можно было бы использовать для устройства личного благополучия, для собственного роста, накопления жировых запасов, да мало ли для чего ещё.
Любой вид живых существ — это поле боя двух противоположных сил. Рекомбинации и мутации изо всех сил стремятся увеличить разнообразие свойств — увеличить изменчивость. Кроме того, популяции, и даже виды в целом, редко бывают ну совсем уж наглухо изолированы друг от друга. В любой почти популяции время от времени, а порой и весьма часто появляются пришельцы из других популяций. Поскольку предки этих пришельцев несколько поколений жили в других условиях, то пришельцы могут принести аллели (или мутации аллелей), которые в этой местности редки или даже совсем отсутствуют. Иногда, особенно между близкими видами и особенно у растений, случаются и межвидовые скрещивания. Такие «незаконные» браки тоже приносят в популяцию новый генетический материал. Эта штука называется потоком генов, и она тоже работает на увеличение изменчивости.
Хотя мы уже не раз произносили слово «приспособленность» и вроде всем ясно, что оно значит, но понятие это настолько важное, что имеет смысл поговорить о нем подробней. Вот, например, зеленый крокодил, живущий в мутно-зеленой реке Лимпопо. Он быстр, зорок и силен, он таится в засаде, и заметить его невозможно. Он охотится на антилоп, приходящих к водопою, гораздо лучше своих черных и не таких шустрых собратий. Он лучше приспособлен к жизни в Лимпопо, чем они? Но у этого зеленого крокодила есть один маленький дефект — у него плохо развита координация тонких и слабых движений челюсти. Он не может помочь своим детям освободиться от яичной скорлупы и осторожно перенести их из гнезда в безопасный водоем. Это не шутка, нильские крокодилы действительно очень заботливые родители и в самом деле охраняют гнездо, помогают детям вылупиться, относят их в безопасное место, да и там ещё охраняют от многочисленных любителей маленьких крокодильчиков, пока дети не подрастут.
Теперь, несколько забегая вперед, скажем, что такое эволюция. Вообще, evolutio — латинское слово, означающее развертывание свитка, листание книги, чтение. Само значение слова «эволюция» предполагает, что речь идет о неком постепенном процессе развертывания или развития. Большинство людей, говоря об эволюции, имеют в виду развитие жизни на планете вообще. Взяв в руки учебник биологии, вы узнаете, что жизнь на Земле начиналась с примитивных одноклеточных существ. Эти существа постепенно, от поколения к поколению, на протяжении миллиардов лет изменялись, становились всё более сложными, и в результате от них произошли современные зайцы, георгины, верблюды, ананасы и мы с вами. Это и есть эволюция. В общем, всё правильно. Но профессиональные биологи мыслят несколько более конкретно. Они называют эволюцией любое необратимое изменение наследственной информации, которой владеет вид.
Подавляющее большинство мутаций вредны. Метаболизм — сложная система взаимодействий и практически любое случайное изменение не несет ничего хорошего. А мутации — вещь в высшей степени случайная и непредсказуемая. Представьте себе, что вы наугад тычете отверткой во внутренности компьютера. Маловероятно, что таким способом вам удастся его усовершенствовать. Считается, что полезные мутации составляют менее 1 процента всех мутаций.
В природе любая достаточно большая группа живых существ, например все тараканы города Костромы, обладает огромным разнообразием свойств. В хромосомах костромских тараканов закодирована масса информации, которая в норме не очень-то заметно и проявляется. Часть признаков может вообще проявляться крайне редко. Признаки постоянно тасуются в результате перемешивания отцовских и материнских хромосом и обмена генами между самими хромосомами. Поэтому среди костромских тараканов можно найти особей с самыми разными сочетаниями признаков и, соответственно, с самыми разными способностями.
Хорошо известно, что если, скажем, мух начинают травить дихлофосом, то в конце концов может возникнуть такая разновидность, которая будет этот дихлофос пить вместо сахарного сиропа. Многие старые добрые отравы, некогда прекрасно морившие мух, ныне можно использовать только одним способом — насыпать в мешочек и этим мешочком муху прихлопнуть. Это не шутка.
Это один из тех вопросов, который легче задать, чем получить на него ответ. Если собрать все, что биологи понаписали на эту тему, получится очень объемистая библиотека. Поскольку мы заговорили об эволюции, что-то сказать о виде придется и нам, потому что дальше вы будете сталкиваться со словами: новый вид, видообразование, изменение видов, вымирание видов, конкуренция между видами.
Среди живых существ очень много таких, которые, не напрягаясь, используют готовую органику. Их называют гетеротрофами, и к ним принадлежим и мы с вами, и зайцы, и тигры, и амёбы, и множество других существ. И все они живут за счет организмов, которые научились готовить питательные вещества сами, из простых, повсюду довольно обильных минеральных соединений. Эти умельцы называются автотрофами, и к ним относятся все зеленые растения, многие протисты и многие бактерии.
Энергия, образующаяся в процессе дыхания, не используется напрямую. Да это и невозможно, энергия требуется для многих процессов, и, если бы эти процессы использовали каждый непосредственно энергию субстрата, пришлось бы каждому иметь свой окислитель, причем часто специфический, кислород далеко не во все биохимические процессы «вписывается».
Вся совокупность биохимических реакций, которые идут в живом организме, называется обменом веществ, или метаболизмом. В целом это сложнейший комплекс реакций, ветвящихся, снова сливающихся, замыкающихся в циклы. Пока мы живем, вся эта биохимическая машина не останавливается ни на секунду. Для описания метаболизма потребуется весьма увесистый том, а для того чтобы понять, что в этом томе написано, нужно прочитать ещё несколько книг не меньшего объема.
Липиды — группа соединений, очень разнообразных по своим свойствам и строению. Липиды — это продукт объединения какого-либо из спиртов с так называемыми жирными кислотами. «Настоящий» липид — это фактически спирт, где к каждому атому углерода, кроме всего прочего, «прицеплен» остаток кислоты. Но биохимики включают в это семейство и некоторые другие вещества, которые, по сути, продукт того же союза — спиртов и кислот, но в этом конечном продукте уже не удается различить структуру ни того, ни другого.
