И хотя в состояниях хронического стресса вполне возможно возрастание интенсивности мутагенеза, индуцируемого нарушениями нормальной работы организмов, мутации такого рода будут скорее мешать эволюции, чем выступать источником эволюционных новшеств. Главную роль будут играть воздействия повышенного выброса гормонов и ферментов на регуляторные гены и работу фенотипов при межклеточных взаимодействиях и специализации клеток.
Мы, однако, далеки от того, чтобы признать хронические стрессовые состояния ведущим фактором эволюции. Чтобы эволюционные преобразования совершились, а не произошло полного вымирания видов под действием вредных стрессов (именуемых по Селье дистрессами), необходимо направленное изменение всего комплекса осуществляемой видом биологической работы, а не только той, что связана с гормональной активностью. Для этого особи данного вида должны обладать органами, преадаптированными к тому или иному изменению форм биологической работы.
Но если физиолог-эволюционист Илья Аршавский смог в своих опытах с использованием дозированного стресса и специальной тренировки вырастить кроликов с морфологией, типичной для зайцев, и если по наблюдениям биолога-эволюциониста Ивана Шмальгаузена собака, лишенная с рождения передних конечностей приобрела строение костей, типичное для кенгуру, это уже свидетельствует о колоссальных преобразовательных возможностях биологической работы в комплексе со стрессовыми нагрузками.
Адаптивные модификации даже столь эффектного характера, полученные уже в единственном поколении, конечно же, не наследуются. Барьер Вейсмана, ограждающий наследственную идентичность вида от прижизненных изменений, представляет собой такое же неотъемлемое, атрибутивное свойство всего живого, как и способность к стрессам. Но Вейсман ничего не знал о стрессах, а тем более – о направленном регулятивном воздействии гормонально-ферментативных сигналов на структуры наследственности.
Полезные для адаптации организмов стрессы Ганс Селье назвал эустрессами. Он доказал, что эустрессы позволяют мобилизовать морфофизиологические механизмы, обеспечивающие повышение устойчивости организмов к целому ряду повреждающих воздействий. Это подтвердили многочисленные эксперименты других исследователей. Собственно, любая тренировка любого организма посильными для него нагрузками представляет собой преодоление дистресса эустрессом.
При существенном изменении комплексов биологической работы, осуществляемой большими группами особей данного вида, представители данной группы из поколения в поколение подвергаются эустрессам ещё в эмбриональном состоянии, получая повышенные дозы определенных гормонов и ферментов от родительских особей.
В этом отношении определенной моделью видообразования может послужить метаморфоз, происходящий в онтогенезе многих растений и животных. Под действием гормонов червеобразная личинка скачкообразно превращается во взрослое насекомое, по своему строению резко отличающееся от личинки. Никаких мутаций при этом не происходит. Наоборот, любые мутации могут помешать правильному протеканию метаморфоза и погубить животное. Метаморфоз растений и животных отражает ход их эволюции и в измененном виде воспроизводит его в онтогенезе. И наоборот, видообразование – это, в сущности, эволюционный, филогенетический метаморфоз.
Онтогенетический метаморфоз отличается от филогенетического метаморфоза главным образом тем, что первый происходит в рамках установившейся нормы реакции, тогда как второй совершается за ее рамками и связан с установлением новой нормы реакции, соответствующей новым формам биологической работы и поддержанной, отшлифованной и закрепленной отбором.
У растений метаморфозы, как правило, связаны с прямым приспособлением органов к экстремальным условиям существования. Так, у многолетних травянистых растений метаморфозы способствуют переживанию неблагоприятных периодов и обеспечивают превращение корней в запасающие ресурсы органы – корневища, клубни, луковицы, клубнелуковицы или корнеплоды. Лианы, затененные соседними растениями и испытывающие недостаток света, преобразуют свои надземные побеги в усики, которыми для опоры цепляются за другие растения и по мере роста выбираются к свету. У винограда в усики превращается часть соцветий. Насекомоядные растения испытывают метаморфозы листьев для поглощения насекомых. У кактусов вследствие обитания в засушливых регионах в пазухах недоразвитых листьев образуются укороченные побеги с колючками, а мясистый стебель превращается в запасающий воду и фотосинтезирующий орган.
Значительный вклад в изучение метаморфоза растений внес великий немецкий поэт, философ и биолог-натуралист Иоганн Вольфганг Гёте. Для мировоззрения Гёте было характерно парадоксальное сочетание трансформизма с креационизмом. Он понимал Бога как Вселенского философа, трансформирующего все в мире посредством размышления. Стремясь к усовершенствованию всего сущего, Творец, согласно Гёте, вынужден преодолевать «темную» сторону вещей, воплощенную в духе отрицания и сомнения. Опираясь на такое миропонимание, Гёте противопоставил свою теорию метаморфоза систематике Карла Линнея, которую считал формальной, статичной и искусственной.
Гёте был убежден в существовании некоего пра-растения, от которого произошли все другие растения, и даже пытался найти его в природе. Это идеальное растение должно было отражать первоначальный замысел Творца по созданию растений. Такое «растение вообще», по представлениям Гёте, состояло из листьев, из которых посредством разнообразных метаморфозов развились другие органы растений – колючки, плоды, цветы и т. д. При всей наивности эта теория значительно опередила свое время и может рассматриваться как один из вариантов эволюционизма первой половины XIX века. Недаром Гёте с таким восторгом воспринял трансформизм Этьена Жоффруа де Сент-Илера и его противостояние креационизму теории катасроф Жоржа Кювье. Гёте, таким образом, первым выдвинул модель видообразования как метаморфоза.
У животных метаморфоз обычно связан с резкой сменой условий существования и образа жизни в процессе онтогенеза. Соответственно, организмы животных и их органы на стадиях онтогенеза до и после метаморфоза выполняют различные функции, и чем сильнее различие этих функций, тем явственнее проявляется морфологическое различие между ними. Недаром натуралисты XVII–XVIII веков так часто принимают личинок и взрослых животных одного и того же вида за представителей разных видов животных.
Метаморфоз становится необходимым для выживания вида, когда личинки, то есть активные зародыши того или иного вида привязаны в одной среде, а взрослые организмы – к другой. Он необходим и при переходе в процессе онтогенеза от одного образа жизни к другому, например, от водного образа жизни к наземному или воздушному, от свободно плавающего – к прикрепленному и т. д.
Метаморфоз отличается от обычного поэтапного развития в онтогенезе высокой скоростью и глубиной перестройки морфологии организмов. В зависимости от глубины перестройки различают полный и неполный метаморфоз. У организмов, испытывающих неполный метаморфоз, личинки обладают физиологическим и морфологическим сходством с взрослыми организмами, а перестройке подвергаются только некоторые органы. В этом смысле любой ранний онтогенез любого вида организмов можно рассматривать как неполный метаморфоз. Ведь и человек в процессе онтогенеза проходит стадии одноклеточного, рыбы, амфибии, рептилии, млекопитающего, рождается приматом и только во взаимодействии с взрослыми людьми становится человеком. Конечно, эти превращения постепенны и растянуты во времени, что коренным образом отличает их от истинных метаморфозов. Но по уровню перестроек и прогрессу развития они не только не уступают как неполным, так даже и полным метаморфозам, но и значительно превосходят их. Поэтому граница между метаморфозом как способом развития и другими способами онтогенетических превращений довольно прозрачна и условна.
Можно провести даже некую аналогию между неполным метаморфозом и образованием дочерних видов, морфологически близких к родительским, а также между полным метаморфозом и весьма значительным преобразованием видов, при котором у трансформерных видов происходит полная перестройка морфологии.
Механизм такого видообразовательного метаморфоза можно представить следующим образом. При добровольном или вынужденном изменении условий существования вида или его отдельных популяций происходит существенное изменение форм биологической работы применительно к этим условиям. В результате изменяется гормональная наполненность организмов и мобилизующее действие центральной нервной системы, передаваемое через электрические импульсы по нейронным сетям.
Гормональные и электрические сигналы проникают в ядра клеток и изменяют ход раннего онтогенеза. А изменение условий работы генетических структур приводит к перестройке генома. Отбор поддерживает и отшлифовывает происходящие адаптивные изменения. А стрессовые нагрузки, испытываемые при этих превращениях, компенсируются выгодами нового образа жизни, меньшим числом конкурентов за жизненно необходимые ресурсы.
Такой сценарий видообразования предполагает совершенно новый подход к решению проблемы прогресса и регресса в живой природе. Прогресс объясняется не случайными изменениями, поддержанными отбором, а повышением сложности и разнообразия биологической работы преобразующейся группы организмов, поддержанной и отшлифованной отбором. Регресс же и деградация организации возникают вследствие снижения сложности и разнообразия биологической работы, как это происходит у видов, переходящих к паразитизму. Отбор также поддерживает такие изменения вследствие бесполезности сложной организации и упрощения форм биологической работы.
В сущности, и в онтогенезе любых организмов любые превращения происходят вследствие изменения характера и содержания биологической работы, ведущего к преобразованию мобилизационных структур. У организмов, испытывающих метаморфоз, такое изменение и преобразование начинается по мере накопления соответствующих гормонов и происходит под их контролем и регулированием. Всякий метаморфоз проходит на фоне сильнейшего стресса.