Грызуны как наиболее процветающая группа млекопитающих

Общий уровень организации грызунов.

В то время как другие млекопитаю1шю отступают перед человеком или совсем исчезают с лица Земли, бесчисленные полчища сусликов, хомяков и различных мышевидных грызунов успешно освоили массивы полевых угодий, а крысы и мыши даже вторглись в самое жилище человека и целиком перешли на его иждивение.

Чем же объясняется такое биологическое процветание грызунов — животных в огромном большинстве мелких и слабосильных, по своей организации далеко отставших от млекопитающих высших групп и, в частности, обладающих мозгом довольно примитивного строения с небольшими н гладкими полушариями, пе имеющими мозговых извилин? Как согласовать этот факт с общим представлением о том, что в пределах одной систематической группы жизненное преимущество получают формы, стоящие на более высокой ступени организации, вытесняющие более отсталые группы?

Многообразие грызунов в связи с различными условиями жизни. Постараемся разобраться в этих вопросах.

Прежде всего отметим значительную пластичность общей организации грызунов. На разобранных выше примерах белки и суслика мы видели, как эти близкие по происхождению роды (принадлежащие к одному семейству) далеко разошлись между собой по своим приспособительным признакам: в одном случае перед нами проворные древолазы, неразрывно связанные с лесом, а в другом — типичные степняки, ищущие укрытия в глубине нор. Стройные тушканчики (рис. 352) также обитают в степях и пустынях, но, в отличие от увальней сусликов, спасаясь от преследователей, способны нестись со скоростью ветра, едва касаясь земли парой длинных и сильных задних ног. Иначе, как мы знаем, скачут по земле зайцы. А среди древолазов нашей лесной полосы есть даже вид, обладающий зачаточной способностью к полету, — это небольшой грызун летяга, напоминающий белку, но имеющий широкую складку кожи, которая при прыжках вниз натягивается между передними и задними конечностями, выполняя роль парашюта.

Некоторые грызуны ведут полуводный образ жизни — таковы бобры и относительно недавно ввезенные к нам ондатра и нутрия.

А слепыши (рис. 353) ушли от наземных опасностей в глубь почвы, утратив ненужные здесь ушные раковины (ср. с зайцами) и глаза. Так же надежно укрыты и от жары и от холодов и круглый год обеспечены кормом в виде корней растений слепушонки, которых не следует смешивать со слепышами, а также сибирские и дальневосточные цокоры; у них также утрачены ушные раковины, по еще имеются слаборазвитые глаза (конвергентное сходство с кротами). Мыши и крысы «ушли в подполье» уже в самом прямом значении этого слова, нашли «стол и дом» в жилище человека, который невзначай помог им расселиться по всему обитаемому

свету. Те же крысы, не довольствуясь одними растительными кормами, одновременно стали и агрессивпыми хищниками; не пренебрегают животной нищей и многие другие грызуны, н даже невинная на вид белка в «Естественной истории» Бюф- фона фигурирует в числе хищников наряду с куницей, хорьком и горностаем.

Разнообразны у грызунов и способы их перезимовки. Одни из них ir зимой ведут деятельную жизнь, добывая себе корм (зайцы, белки), у других в ироцесее филогенеза выработался инстинкт собирания на зиму запасов (полевки, хомяк, сибирские пищухи, или сеноставки, — рис. 354, — заготовляющие на зиму сено из срезанной зубами и высушенной на солнышке травы), третьи приобрели (а может быть, и унаследовали от рептилий) способность впадать в спячку па время зимней бескормицы.

Очень разнообразно развит у грызунов и их шерстный покров: у зайцев п белок он образует пушистый мех, у обитателей глубоких нор — только короткую шерстку, а у дикобразов (которые встречаются и у нас на юге — рис.

Добавим, что область распространения отряда грызунов охватывает почти все климатические зоны земного шара, простираясь от Чукотки и Аляски до Магелланова пролива, и что некоторые виды их поднимаются в горы до высоты 6000 м.

Такая большая амплитуда приспособительных изменений при единстве общей организации, характеризующей грызунов, выступает особенно ясно при сравнении этой группы с другими отрядами млекопитающих: ластоногие — это «земноводные» звери, добывающие животный корм в воде: китообразные немыслимы вне моря (или по крайней мере вне водной среды); среди парнокопытных хотя и есть животные всеядные (свиньи), однако большинство представителей этого отряда живет только на растительных кормах, причем и хищнический образ жизни, и устройство подземных убежищ, и жизнь на деревьях для них совершенно исключены.

Одпако при всей приспособленности грызунов к условиям обитаемой ими среды именно они в огромных количествах составляют добычу наземных и пернатых хищников или гибнут от неблагоприятных внешних условий. Однако и среди всех опасностей их видовая жизнь поддерживается на высоком уровне благодаря их большой плодовитости и скороспелости, быстро возмещающих нанесенные им потери (аналогия с насекомыми, существами, гораздо более мелкими и слабосильными, но и гораздо более плодовитыми).

В особенно благоприятном положении оказываются при этом мелкие грызу- н ы - it о р и и к и, до которых нелегко добраться не только хищникам, но и человеку, проводящему мероприятия но защите урожая. А нередко хлеборобы и сами бессознательно содействовали благополучному существованию полевых вредителей, запаздывая с уборкой урожая, оставляя поля засоренными или захламленными или предоставляя грызунам безнаказанно хозяйничать па участках, оставляемых под залежами.

Будущее отряда грызунов.

А в дальнейшем, охраняя ценные виды грызунов, доставляющие пушнину (бобр, ондатра, белка), человечество, располагающее теперь большим ассортиментом ядовитых химических веществ, сумеет побороть полчища грызунов-вредителей и, действуя на основе тщательного изучения их биологии, добьется их полной ликвидации, подобно тому как уже теперь практически уничтожена перелетная саранча. Однако и после проведения такой чистки отряд грызунов останется в нашей природе группой, наиболее богато представленной по сравнению с другими отрядами млекопитающих.

Законы наследственности

На кроликах различных мастей, а также и на других грызунах, разводимых в условиях клеточного содержания, могут

быть поставлены эксперименты по скрещиванию животных различных пород одного и того же вида — классические эксперименты, с помощью которых еще в начале нашего века были установлены на зоологических объектах основные закономерности явлений наследственности. Такие опыты могут быть воспроизведены и в обстановке школьного уголка живой %прирцды.

Как известно, основные закономерности наследственности впервые были открыты еще в \ 865 году Грегором Менделем при скрещивании различных сортов гороха. Однако в те времена скромная по объему работа Менделя, к тому же опубликованная в небольшом провинциальном журнале, не привлекла к себе внимания, и только уже в начале XX столетия установленные Менделем закономерности были заново открыты другими исследователями, проверены и ‘ подтверждены на самых разнообразных растительных и животных объектах.

Конечно, здесь нет возможности хотя бы в самой конспективной форме, «мимоходом» ознакомить читателя с историей развития науки о наследственности, изложить основные положения генетики на ее современном, теперь уже молекулярном уровне. За необходимой информацией по всем этим вопросам учителю-биологу необходимо обратиться к специальным по-

Р — родительские формы; Fi, F2, F3 — три поколения гибридов. Значком х соединены скрещиваемые формы; под скобкой — происшедшее от скрещивания потомство. Белыми и заштрихованными кружками обозначены наследственные задатки белых и черных кроликов (у гомозиготных форм эти кружки одинаковы, у гетерозиготных гибридов, обведенных на схеме пунктиром, они различны, хотя внешне гетерозиготные кролики неотличимы от черных).

собиям и руководствам. Поэтому здесь, в очерках по зоологии, мы можем остановить внимание только на элементарных понятиях генетической науки, которые могут быть затронуты в школьном курсе зоологии в связи с вопросом о создании II улучшении пород домашних животных.

Моногибридное скрещивание. Начнем с наиболее простого случая — с моногибридного скрещивания, когда получаемое от родителей потомство различается между собой только по одному наследственному признаку, например по цвету шерсти. Что, например, получится, если скрестить белого короткошерстного кролика с короткошерстным кроликом черной окраски (рис. 357)?

Оказывается, что цветовые признаки того и другого родителя (Р) не сливаются между собой в их потомстве, что на свет появляются не серые и не пегие крольчата, а все первое поколение гибридов (Fi) будет состоять только из черных кроликов.

Каким же образом передаются из поколения в поколение наследственные задатки, вызывающие развитие у кроликов черной или; белой окраски, и как эти задатки влияют друг на друга при гибридизации?

Современная генетика установила, что наследственные задатки, или гены, сосредоточены в клеточных ядрах организма, пли, точнее, в их хромосомном аппарате (хромосомная теория наследственности). Таким образом, если белая крольчиха спаривается с черным самцом (или, наоборот, черная — с белым самцом), то в оплодотворенном яйце после слияния женского ядра с мужским новое клеточное ядро будет состоять наполовину из хромосом с «белыми» генами и наполовину из хромосом, несущих гены «черные»; такую же двойственную природу будут иметь и все клетки гибридного организма, развивающегося из этого оплодотворенного яйца.

Однако в данном случае в окраске гибридных кроликов проявляется только один признак — тот, который унаследован от родителя с черной шерстью. Черная окраска взяла верх при развитии первого поколения гибридов — это признак доминирующий, то есть господствующий и подавляющий проявление задатков белой окраски, которая в этом случае оказалась

признаком рецессивным, то есть как бы отступающим.              '

Однако, как это обнаруживается при расщеплении признаков во втором поколении гибридов, рецессивный признак не исчезает бесследно, а в некоторой части потомства оказывается вполне зримым, когда появляется на свет некоторое количество белых крольчат.

Для того чтобы разобраться, при каких условиях это происходит, а также и для того чтобы уяснить себе, почему именно при расщеплении признаков во втором поколении гибридов черных кроликов рождается втрое больше, чем белых, предлагается самым внимательным образом рассмотреть и прочитать схему на рисунке 357. В пространной подписи под этой схемой дана и принятая в генетике терминология.

Дигибридное скрещивание. Явления наследственности будут сложнее, когда скрещиваемые формы различаются не по одному наследственному признаку, по двум или нескольким, например если короткошерстные белые кролики спариваются с пушистыми черными. В результате первое поколение гибридов (Fj) оказывается однообразным по своей внешности, но отличающимся от обеих родительских форм: все кролики будут короткошерстными и черными, сочетая в себе признаки того и другого родителя (Р); у них доминирующим признаком окажется короткая шерсть одной родительской формы и черная окраска, унаследованная от другого родителя. Мы встречаемся здесь с законом независимого наследования признаков, открытым Менделем при скрещивании различных сортов гороха.

Во втором поколении гибридов (F2) происходит расщепление признаков. Среди кроликов этого поколения окажутся животные и с гладкой черной, и с гладкой белой шерстью, и длинношерстные черные, и белые длинношерстные. Таким образом, одна часть потомков будет похожа на дедушку, другая — на бабушку, а остальные будут отличаться от своих дедов и прадедов, и признаки обеих родоначальных форм появятся у них в новых сочетаниях (рис. 358).

Еще более сложные комбинации наследственных признаков получаются при по- лигибридной гибридизации, когда для скрещивания выбираются породы, различающиеся между собой уже не по двум, а по нескольким признакам или даже по целому комплексу наследственных породных свойств.

Элементы генетики в курсе зоологии. Как мы видели, моногибридное скрещивание (например, скрещивание гладких черных кроликов с белыми) не дает нам никаких промежуточных форм и при расщеплении признаков во втором поколении потомство возвращается к признакам обеих исходных форм. Однако моногибридное скрещивание обнаруживает чрезвычайно важное обстоятельство: рецессивный признак (белая окраска у кроликов), ничем не проявляющий себя в первом поколении гибридов, при дальнейших скрещиваниях, ведущих к расщеплению признаков, вновь появляется в чистом виде у некоторой части нисходящего потомства. А это обстоятельство, как в свое время отметил К. А. Тимирязев, устраняет то возражение противпиков дарвинизма, которое сам Дарвин считал самым опасным для его теории.

Если среди животных, населяющих какой-либо район, появится новая мутация (т. е. новая наследственная форма) хотя бы даже и в виде единичных особей, то при скрещивании с другими особями того же вида ее отличительные особенности не растворяются в общей массе нормальных животных, а по менделевскому закону расщепления признаков воочию проявляются у ее потомков. А далее уже от естественного отбора зависит, удержится ли она в природе, вытеснит ли впоследствии породившую ее типичную форму, или же, наоборот, будет устранена как не соответствующая требованиям среды (так, например, быстро гибнут, не успев оставить потомства, альбиносы, т. е. особи белого цвета, слишком заметные для преследователей).

А среди одомашненных животных, в условиях искусственного отбора, от мутаций с какими-нибудь своеобразными особенностями, иногда очень невыгодными для самого животного, ведут свое начало различные декоративные породы, разводи-

Рис. 358. Дигнбрпдное скрещивание — независимое распределение признаков в потомстве:

Р — родительские формы; Fl F2 — два поколения гибридов.

мые человеком ради прихоти, например: курьезные по своей внешности породы золотых рыбок и комнатных собачек.

Что касается дигибридпых и полигиб- рпдных скрещиваний, позволяющих получать новые комбинации наследственных признаков, то они в сочетании с отбором и подбором служат в настоящее время основой для создания новых ценных пород (см. раздел о породах крупного рогатого скота).

Конечно, приведенный выше пример ди- гибридного скрещивания, где родители различаются только по двум парам признаков (длина и окраска шерстного покрова), представляет лишь наиболее простую схему, поясняющую, как в гибридном потомстве комбинируются признаки двух исходных форм. Но в практике по созданию новых пород с заранее намеченными хозяйственными (или спортивными) качествами дело обстоит значительно сложнее. Здесь уже нельзя ограничиваться только применением скрещивании в расчете на получение новых удачных ком

бинаций, , и для успеха требуются и основательное знание породных качеств исходного материала, и зоркий глаз, и тщательный подбор производителей, и, наконец, время, необходимое для выявления хозяйственных (или спортивных) качеств получаемых гибридов.

Fi Гены и признаки. И Мендель и другие исследователи, положившие начало генетической науке, писали в своих работах

о              наследовании тех пли иных родительских приз и а к о в (окраска и форма горошин в опытах Менделя, длина и цвет шерсти в разобранном выше примере скрещивания кроликов). Подобные же зако- vF номериостп наследования признаков и свойств были обнаружены и у множества других видов растений и животных.

Однако наряду с этим были обнаружены явления и другого характера. Оказалось, что гены, заложенные в половых клетках гибридных организмов, при развитии особи далеко пе все воплощаются в таком именно виде, в каком они были выражены у родительских форм. В частности, оказалось, что иногда одни и те же гены различно проявляют себя в потомстве в зависимости от возраста родителей, от температурных воздействий па развивающийся организм родителя или гибрида. Нередки примеры неполного проявления доминирующего признака у гетерозиготных особей и взаимного влияния различных генов, оказавшихся в одном клеточном ядре.

Наконец, И. В. Мичурин па основе своих работ по скрещиванию многолетних растений — плодовых деревьев и ягодников — писал:              «В законе Менделя

я нисколько не отвергаю его достоинств: напротив, я лишь настаиваю на необходимости внесения в него поправок и дополнений...»

Таким образом, генетика оказалась наукой гораздо более сложной, чем это могло представляться ее основоположникам. Однако простые закономерности наследования, которые были установлены Менделем при скрещивании различных сортов гороха, а затем нашли подтверждение и при скрещивании пород домашних животных, определили основные пути дальнейшего развития генетики и селекции., В ка-

честве такого первоначального ориентира выше и были разобраны примеры моно- гибридного и дигибридного скрещивания у кроликов.

Необходимо добавить, что в области животноводства для более полного осуществления наследственных задатков большое значение имеют условия, в которых проходит развитие организма. Получил широкую известность афоризм «порода входит через рот», принадлежащий акад. М. Ф. Иванову, одному из крупнейших специалистов в области зоотехнии.