Организм и среда

Относительная целесообразность, приспособленность растительного и животного мира к условиям внешней среды и к окружающей обстановке, а также гармоничность, пригнанность разных органов в организме для выполнения тех или иных функций прекрасно объясняются дарвиновским учением об естественном и искусственном отборе. Полезные для развития и выживания в данных условиях изменения способствуют увеличению численности, размножению таких особей, изменения же, вредные для выживания, — уменьшению числа таких организмов. Этим и объясняется прогресс, беспрерывное совершенствование в естественной природе растительных и животных форм. В сельскохозяйственной практике улучшение сортов растений и пород животных идёт путём искусственного отбора.

В наше понимание естественного и искусственного отбора включаются три взаимосвязанных фактора: наследственность, изменчивость и выживаемость. Всё разнообразие растительных и животных форм как в естественной природе, так и в сельскохозяйственной практике создавалось и создаётся естественным и искусственным отбором. Источником же, материалом, ив которого организмы сами себя создают, строят, являются условия внешней среды — пища в широком смысле слова. Живые тела, соответственно своей природе, избирают из окружающей внешней среды различные условия, ассимилируют их, строят своё тело, согласно закономерностям их индивидуального развития, то есть согласно их наследственности.

Разные виды и роды растений и животных требуют для своей жизни и развития разных условий внешней среды. Одни и те же организмы в разные периоды своей жизни также требуют разных условий внешней среды. Например, озимые растения для одного своего периода, именуемого теперь стадией яровизации, требуют пониженных температурных условий. В другие же периоды жизни озимые растения не требуют пониженных температурных условий. Наконец, один и тот же растительный организм в одно и то же время, но для жизни и развития различных органов, для прохождения разных процессов требует разных условий внешней среды. Например, условия для развития листьев и корней одного и того же растения требуются разные. В общем в одном и том же организме развитие различных клеток, различных отдельностей клеток, отдельных процессов требует различных условий внешней среды. Кроме того, по-разному эти условия ассимилируются.

Необходимо подчеркнуть, что под внешним мы понимаем всё то, что ассимилируется, а под внутренним — то, что ассимилирует. Жизнь организма сложна и идёт через бесчисленное количество закономерных процессов, превращений. В результате пища, взятая или поступившая в организм из внешней среды, через цепь различных превращений ассимилируется живым телом, из внешнего переходит во внутреннее. Это внутреннее, являясь живым, вступая в обмен с веществами других клеток и частиц тела, как бы кормит их, становясь, таким образом, по отношению к ним внешним. Путём закономерного, многообразного изменения и превращения тела организмы, начиная от зиготы (оплодотворённой половой клетки), развиваются, становятся взрослыми, способными образовывать такие же половые клетки, из каких они сами произошли. В этом и заключается путь индивидуального развития растительных организмов.

Если растительный организм не находит в окружающей среде тех или иных условий, требуемых природой, то есть наследственностью, того или иного процесса, признака, то данный процесс или признак не развивается. В этих случаях внутренние возможности, то есть наследственность, для развития данного признака есть. Но признак не развивался вследствие отсутствия нужных условий внешней среды, то есть нужного материала, из которого строится признак. В тех случаях, когда отсутствие развития того или иного процесса или признака не нарушает общей жизни и дальнейшего развития организма, то последний без развития данного признака или свойства может продолжать нормально дальше жить и развиваться. Неразвившиеся же признаки или свойства у таких организмов будут, как говорят, в скрытом виде, в рецессиве. Эти признаки или свойства в следующих поколениях могут развиваться, если во внешней среде будут нужные условия. Например, растения озимой пшеницы сорта Украинка при созревании в одни годы дают колосья с чёрными остями, в другие же годы — с белыми остями. Семена, собранные с черноостых и белоостых колосьев названного сорта, при посеве в одинаковых условиях дают растения с одинаковой окраской остей. В зависимости от года, то есть от условий выращивания, ости получаются или белые, или чёрные. Это говорит о том, что в тех случаях, когда получаются зрелые растения сорта Украинка с белыми остями, то в окружающей внешней среде не было тех условий, без которых не могут развиваться чёрные пигменты. Внутренние же условия, наследственность, возможность, потребность в реализации этого признака есть. В клетках остей есть то вещество, которое при дальнейшем развитии могло бы превратиться в чёрный пигмент, но благодаря отсутствию каких-то внешних условий это вещество дальше не развилось, и ости остались белыми. Таким образом, в данном случае у белоостых растений присутствуют те элементы тела, которые только благодаря прекращению своего развития не превратились в чёрный пигмент. Но эти элементы, как и все другие крупинки и частички живого тела, могут себя воспроизводить в потомстве путём обмена веществ, в результате чего включаются, аккумулируются в половые клетки.

К данной категории относятся и случаи реверсии, то есть появления у данного поколения тех признаков или свойств, которые отсутствовали у непосредственных его родителей, но которые были у более ранних предшественников. Таких примеров много, и они общеизвестны.

Этим же мы объясняем и так называемую колеблющуюся (варьирующую) изменчивость растительных организмов одной и той же природы, то есть одной и той же наследственности. Многие из свойств или признаков, возможных у данного сорта растения, в каждом конкретном случае остаются в рецессиве, то есть не развиваются без существенного ущерба для организма как целого. Поэтому в различных условиях внешней среды наблюдается многообразие растений (фенотипов) одного и того же сорта, то есть с одинаковой наследственностью. Внутренние наследственные возможности развития тех или иных признаков не реализовались, признаки не развились вследствие отсутствия тех или других условий внешней среды. В результате получаются различные растения, но с относительно одинаковой природой, то есть наследственностью.

Любой данный организм никогда целиком не реализует всех своих наследственных возможностей. Многие свойства и признаки развиваются не полностью, остаются в той или иной степени неразвитыми, в рецессиве, без существенного затрагивания развития организма как целого. Но есть у растения признаки или свойства, отсутствие развития которых или даже недоразвитость, незаконченность являются тормозом для продолжения всего дальнейшего развития, а в некоторых случаях даже для продолжения жизни организма. Понятно, что такие свойства или признаки в организме не могут быть в рецессиве, то есть в скрытом состоянии, так как если они не развиваются, то и весь организм прекратит своё развитие. Например, если посеять весной семена озимых хлебов, то они дадут всходы и будут длительный период находиться в состоянии кущения, будут развиваться корни, листья. К образованию же колосьев и соломин, органов плодоношения такие растения не могут приступить. У озимых растений, посеянных весной, из-за отсутствия пониженных температурных условий не может произойти процесс, именуемый яровизацией. Без прохождения же процесса яровизации, то есть без соответствующего качественного изменения содержимого клеток конуса роста, колос и соломина не могут развиваться у хлебных злаков, хотя условия внешней среды для развития этих органов и в весенний и летний период имеются. В этих случаях процесс яровизации, не развиваясь, оставаясь как бы в рецессиве, является внутренней причиной отсутствия дальнейшего развития растений, их движения к образованию новых семян. Понятно, что от растений пшеницы, которые не образовали семян, нельзя получить и потомства. Причиной отсутствия семян в данном случае было непрохождение процесса яровизации. Исходя из этого, мы и говорим, что процессы, признаки или органы, играющие существенную роль в общем развитии организма {как, например, яровизация), не могут находиться в рецессиве, в скрытом виде у взрослого организма, так как без них не может быть и самого взрослого организма. Такие признаки или свойства у взрослых организмов могут Оставаться в рецессиве, в скрытом виде только тогда, когда эти организмы обладают двойственной по этому признаку или свойству наследственностью. Например, но признаку яровизации озимость может быть в рецес-сиве у гибриден озимых с яровыми.

Прохождение разных процессов, развитие разных иризнаков и органов в организме имеет разную значимость в жизни организма. Как ужо говорилось, от развития одних свойств или признаков развитие организма как целого зависит в малой степени, от развития же других свойств или признаков — в большей степени, и, наконец, от развития третьих призна-ков организм зависит в такой степени, что без них не может развиваться, а нередко и существовать.

Признаки и свойства первого рода, развиваясь или оставаясь в рецессиве, в основном и дают общенаблюдаемое разнообразие в посевах, особенно при варьирующих условиях внешней среды. Разнообразие растений, получившееся в результате разной степени развития тех признаков или свойств, которые существенно не отражаются на жизни организма, как правило, в малой степени изменяет наследственность организмом. Оставшиеся в рецессиве, в недоразвитом виде те или иные частички, крупинки тела участвуют в общем биологическом обмене веществ организма и в результате аккумулируются, фиксируются в половых клетках. В следующих поколениях, при наличии тех условий внешней среды благодаря отсутствию которых в предыдущем поколении признаки недоразвились, последние теперь разовьются. Таким образом, наследственность недоразвитых, рецессивных признаков таким же путём воспроизводится в каждом новом поколении, как и наследственность всех других признаков и свойств организма, не бывших в рецессиве.

Развитие всегда связано с качественным изменением того, что развивается. В развитии растительных организмов наблюдаются два рода таких качественных изменений.

1. Изменения, связанные с реализацией индивидуального развития, когда природные потребности, то есть наследственность, нормально удовлетворяются соответствующими условиями внешней среды. В результате получается тело такой же породы, наследственности, как и предшествующие поколения.

2. Изменения породные, то есть изменения наследственности. Эти изменения также являются результатом реализации индивидуального развития, но уклонённого от нормального, обычного хода. Изменение наследственности обычно является результатом развития организма в условиях внешней среды, в той или иной мере не соответствующих при родным потребностям, то есть его наследственности.

Индивидуальное развитие организма, как уже говорилось, есть цепь закономерных превращений. Если эти превращения живого тела не выходят за норму, то есть они такие же, какие были в предшествующем поколении при развитии данного признака или данного процесса, то изменения наследственности не будет. В данном поколении она, наследственность, получается такой же, как и в предшествующем. Уклонения же превращений в индивидуальном развитии от нормы, то есть от качества аналогичных превращений, происходивших в предыдущих поколениях, являются источником изменения породы, изменения наследственности.

Чем в большей степени условия внешней среды соответствуют потребностям, то есть наследственности организма, тем в большей степени развитие данного организма будет напоминать развитие предшествующих поколений и, следовательно, тем в меньшей степени будет изменяться, уклоняться, от типа, от нормы его наследственность. Когда организм в окружающей внешней среде не находит нужных условий для развития того или иного органа или признака, то эти органы или признаки могут не развиться вовсе, если они без ущерба для общего развития организма могут оставаться в рецессиве. Если же без их развития организм как целое не может продолжать свою жизнь и развитие, то организм или прекращает своё развитие, или обычный ход процесса, обычное развитие органов и признаков должно измениться, пойти в направлении, соответственно новым, необычным условиям. Таким образом, изменения условий жизни, вынуждающие изменяться развитие растительных организмов, являются причиной изменения наследственности. Все те организмы, которые не смогут измениться соответственно изменившимся условиям жизни, не выживают, не оставляют потомства.

Организмы, а отсюда и их природа, создаются только в процессе развития. Вне развития живое тело также может изменяться, но эти изменения не будут характерными для живых тел. Изменения, происходящие в живых телах вне развития этих тел, как правило, будут связаны с уменьшением их жизненности. Например, семена-зачатки организмов тех или иных растений — при хранении не развиваются как организмы, но при слишком длительном хранении семян или же при хранении в ненормальных условиях в клетках зародышей происходят изменения. Поэтому наследственность таких семян также может изменяться. Но такие изменения, как правило, будут вести к меньшей жизненности. Семена могут благодаря длительному хранению разрушаться, становиться менее всхожими, менее жизненными.

При развитии растительных организмов обычно наименее подвержена изменению наследственность рецессивных признаков, неразвитость или недоразвитость которых не приносит существенного ущерба для общего развития организма. Наоборот, наследственность тех признаков и свойств организма, развитие которых в индивидуальной жизни играет существенную роль, на наш взгляд, более часто подвержена изменениям. Если условия внешней среды не соответствуют нормальному ходу развития этих признаков или свойств, то или ход развития их должен приспособительно изменяться, или организм как целое прекратит своё развитие, свою жизнь.

В каждом новом поколении растения стремятся проявить свойства и признаки, бывшие в предшествующих поколениях. Часть признаков и свойств, бывших у предыдущего поколения, у данного конкретного растения из-за отсутствия соответствующих внешних условий может оставаться и, как правило, всегда остаётся в недоразвитом виде, как говорят, признак остался в скрытом, рецессивном виде. Наоборот, часть признаков и свойств не проявлявшихся в предшествующих поколениях, в данном поколении может проявиться. Другими словами, при относительно одинаковой наследственности внешний вид растений разных поколений или разных растений одного и того же поколения может быть (и всегда бывает) в той или иной степени разным,

Разнообразие растений с относительно одинаковой наследственностью (то есть одного сорта) обусловливается разной степенью развития многих тех свойств и признаков, каждый из которых в отдельности не играет существенной роли в общем ходе развития организма как целого. Наследственность таких, легко варьирующих в индивидуальном развитии признаков и органов обычно наименее консервативна, наиболее податлива к изменению. В этом легко убедиться при выращивании новых растений из отчеренкованной ткани таких легко варьирующих органов.

Иначе обстоит дело с теми органами, признаками и свойствами, развитие которых играет существенную роль в жизни организма. В организме всё направлено к тому, чтобы развитие таких органов или признаков снабжалось условиями, не выходящими за норму. Поэтому развитие таких признаков значительно меньше варьирует. Их наследственность обычно более консервативна, менее податлива к изменению, так как она в большей мере оберегается, опекается всей системой организма как целого.

Изменчивость наследственности сортов растений, размножаемых семенами, как правило, идёт через изменение наследственности консервативных, трудно варьирующих признаков. В значительно меньшей степени она зависит от изменчивости легко варьирующих признаков и свойств растений.

Между тем, неоднократно уже говорилось, что с изменением тела всегда связано изменение его наследственности. Получается как бы противоречие. Сорт изменяется в большей степени в тех признаках, которые более консервативны, в меньшей степени способны к изменению в индивидуальном развитии, и, наоборот, сорт в значительно меньшей степени изменяется в тех признаках, которые в индивидуальном развитии менее консервативны, более податливы к изменению (варьированию). Генетики на этой основе и пришли к неправильному теоретическому выводу. Причину варьирующей изменчивости признаков и свойств растений и животных они правильно относят к варьирующим условиям внешней среды. Но так как изменение сорта идёт, как правило, в признаках и свойствах, в значительно меньшей степени варьирующих в индивидуальном развитии, то из этого они заключают, что изменение сорта, а отсюда изменение породы, то есть наследственности, вообще не зависит от условий жизни, а зависит от каких-то неизвестных причин. Причины мутаций, на их взгляд, до сих пор не открыты. От варьирования условий жизни варьируют признаки и свойства организма, но наследственность, порода, не изменяется. Следовательно, причиной изменения сорта не являются условия жизни.

На самом же деле наследственность живого тела нормально изменяется только при развитии этого тела. То, что не развивается в живом теле, не изменяется в смысле развития. Оно может изменяться только в смысле уничтожения, затухания.

Если в окружающей внешней среде не находится соответствующих условий для развития тех или иных признаков или свойств, не играющих существенной роли в жизни организма, то эти признаки и свойства не развиваются, а следовательно, и не изменяются. Рецессивные признаки, как правило, наиболее устойчивы, то есть наименее изменчивы. У растений данного сорта тот или иной признак во многих поколениях может не проявляться, быть в скрытом виде из-за отсутствия нужных условий внешней среды. При наличии нужных условий рецессивные признаки и свойства могут развиться в таком же виде, в каком они были в далёких предшествующих поколениях. Наследственность таких признаков не изменилась по той причине, что последние не развивались. С другой стороны, варьирующая изменчивость в индивидуальном развитии многих свойств и признаков в потомстве не изменяет или в малой степени изменяет эти признаки по следующей причине. Вещества изменённых (варьирующих) признаков, как выходящие по своим свойствам за норму, не включаются в процессы, в результате прохождения которых получаются органы или части растения, являющиеся началом для будущих поколений, например семена. Таким образом, сорт, размножаемый семенами, обычно мало зависит от изменения так называемых варьирующих признаков. Это происходит не потому, что изменение признаков не определяется воздействием условий внешней среды, условий жизни, а потому, что изменённая природа данных частей тела организма не включается или в малой степени включается в ту цепь процессов, которая ведёт к образованию семян. Но если брать за исходное, за начало для будущих организмов изменённые признаки или органы, то и потомство будет изменённое, то есть сорт будет изменённым.

Если в окружающей среде не находится соответствующих условий для развития тех признаков и свойств, без которых невозможно дальнейшее существование организма, то такие признаки и свойства не могут легко оставаться в рецессиве. Они, как говорится, вынужденно развиваются, иначе организм должен прекратить своё существование. Под воздействием (особенно продолжительным)необычных, непривычных условий внешней среды развитие данных признаков или свойств проходит, но уже иначе, нежели оно проходило в предшествующих поколениях при нормальных условиях внешней среды. В результате получается в той или иной степени иное живое тело, а следовательно, с иными свойствами, и, конечно, с иной наследственностью, то есть иной потребностью в условиях внешней среды.

Изменение природы организма и отдельных его свойств и признаков всегда идёт в той или иной мере вынужденно. Вследствие отсутствия нужных условий, соответствующих природе данного живого тела, оно вынуждено ассимилировать условия, в той или иной степени отличные от требуемых. В результате получается иное тело, а отсюда и иная его природа, наследственность. С этой точки зрения легко придти к выводу, что наследственность разных участков растения, из которых можно восстанавливать целый организм, нередко бывает разная. Экспериментально во многих случаях это можно легко подтвердить. Мы уже указывали на опыт получения разной породы клубней картофеля из одного исходного клубня путём вызывания у данного клубня глазков с разных участков его мякоти. Можно также сослаться на общеизвестные факты появления у плодовых деревьев отдельных почек или веток с наследственными свойствами и признаками, резко отличимыми от тех, которые характерны для дерева в целом. Изменённые признаки, играющие существенную роль в развитии организма как целого, обычно чаще передаются семенному потомству, нежели признаки менее существенные. Происходит это по разным причинам, одной из которых является у растений множественность одноимённых признаков. Чем больше одноимённых признаков (например, листьев), тем меньше передаётся в потомстве изменение, выходящее за норму каждого признака в отдельности.