Нетрудно себе представить подобную, только естественную гибридизацию на столкнувшихся (в ходе дрейфа плит) архипелагах. Ситуация отнюдь не гипотетическая.
Островные дуги на земле очень распространены. Они зарождаются после раскола плит, когда край одной пододвигается под другую, а растут за счет извержений вулканов.
У каждого архипелага своя биография. Юные островные дуги (например, Тонга в Тихом океане) образовались сравнительно недавно — 6 млн. лет назад. Они невысоко выступают над морской поверхностью. Развитые дуги — Курильская, Алеутская — в несколько раз старше. А зрелые — Индонезийская, Новогвинейская — образовались примерно 100 млн. лет назад и обладают мощной континентальной корой; входящие в них крупные острова — это скорее микроматерики, в составе которых сгрудились острова более мелкие.
Дуги медленно перемещаются иногда навстречу друг другу, иногда по направлению к ближайшему материку. Так, в частности, образовались Камчатка и Чукотка. Кавказ тоже представляет собой серию сгрудившихся, а некогда самостоятельных архипелагов, разделенных океанскими пространствами Тетиса.
Как известно, гибриды первого поколения бывают более жизнеспособны, чем их родители. Следовательно, у них больше шансов выжить в изменившихся условиях. И больше шансов, пройдя суровый экзамен отбора, дать начало новой популяции.
Но главное даже не в этом. В последующих поколениях гибрида идет бурное расщепление — настоящий фейерверк разновидностей. Одно время даже считалось, что от скрещиваний не приходится ждать чего-либо устойчиво нового, мол, из-за расщепления все рано или поздно должно вернуться к исходным родительским формам. Но нет, реальный процесс оказался более сложным и, несомненно, творческим. Многие оригинальныеразновидности естественных гибридов надежно передают свои свойства потомкам. А все вместе они представляют богатый материал для отбора организмов, наиболее приспособленных к той или иной среде. Это становится решающим, когда исчезают привычные условия существования, как, скажем, при столкновении участков суши, и начинается жесткая селекция на выживаемость среди кандидатов в новоселы.
Современной науке уже известны разные варианты естественной гибридизации среди растений. Один из них — возвратное скрещивание гибридов первого поколения с тем или иным родителем. В результате — новое обогащение палитры природы. Такое сравнительно быстрое выделение оригинальных полувидов (и даже видов) известно, в частности, у ирисов и традесканций. Специалисты убеждены, что пшеница тоже гибридного происхождения. Ее родители— вероятнее всего, злак-дикарь, называемый урарту, встречающийся поныне в горах Армении, и гилопс — другой невзрачный злак с щуп-ленькими колосками, сидящими по одному на верхушке тощего стебля; он сорняком вторгается в посевы, захватывает обочины дорог, предгорья в Закавказье. Эта уверенность покоится на глубокой генетической проверке. Теперь ведь можно, что называется, опознать белковую молекулу и сличить ее с подобной же молекулой другого вида. Как установил один из австралийских ученых, синтез некоторых белков у мягких пшениц идет под контролем шести хромосом — по две от каждого из трех ее прародителей: дикой однозернянки (урарту) и двух эгилопсов. Опознание и сличение интересующих хромосом подтвердили их идентичность у всех участников «следствия».
Характерно, что клейковину (специфический набор белков, становящихся при увлажнении эластично упругими; чем их больше, тем пышнее пшеничный хлеб и выше качество макарон) не дает большинство злаков — кукуруза, рис, овес, рожь. Но она присуща, кроме пшеницы, зерну таких ее диких сородичей, как эгилопсы и пырей.
Экспериментально доказано гибридное происхождение также многих других современных растений. В частности, пиона, мака...
- Порой с растениями, попавшими в экстремальные условия, самопроизвольно происходят еще более чудесные метаморфозы — удваивается (или утраивается и т, д.) количество хромосом в клетках. Это так называемая полиплоидия.
Известны целые группы близких видов с кратными числами хромосом. В роде хризантем все виды имеют число хромосом, кратное девяти: 18, 27, 36, 45 и так до 90. Аналогично в роде картофеля, где основное, исходное количество хромосом равно 12, а родственные виды насчитывают 24, 36, 48 (дикий) и 60. А вот в какой характерный ряд выстраиваются у пшеницы: у дикой однозернянки 14 хромосом; у твердой, английской, персидской и у полбы — 28; у мягкой, карликовой и у спелты — 42. То есть они кратны семи. Иными словами, во всех этих случаях видообразование шло посредством удвоений утроения и т. д. основного набора хромосом предковых; видов.
Как видите, полиплоидия не такое уж редкое явление в природе. Как минимум третья часть цветковых растений относится к этой категории. Некоторые ученые считают, что даже больше — почти половина. У папоротников эта основной способ видообразования (95 случаев из 100).
Полиплоиды, как правило, крупнее, имеют большую; массу листьев, обильное цветение. Они способны существовать в более суровых условиях. По подсчетам известного советского биолога-эволюциониста, члена-корреспондента АН СССР Алексея Владимировича Яблокова в высокогорьях и в Арктике число полиплоидных видов растений резко увеличено; в средней полосе их примерна половина, а на Памире чуть ли не каждые девять из десяти.
Наверное, экстремальная обстановка, создававшаяся при каждом столкновении архипелагов, островов, микроконтинентов или материков, тоже способствовала образованию разных полиплоидов у растений. Те из них, кому удалось успешно пройти все придирчивые конкурсные туры естественного отбора и выстоять, дожили до наших дней.
Важно также другое. Возникновение полиплоидного организма может происходить в течение считанных минут. Такая особь сразу же генетически изолирована от остальных особей вида. И. более устойчивая к непривычным условиям среды может скорее получить распространение там, где ее родители просто не выживут.
— Именно подобным образом новый вид,— говорит Яблоков,— может возникнуть за несколько поколений. Очевидно, целый ряд полиплоидов — картофель, белый клевер, люцерна, тимофеевка, луговой мятлик — возник как виды за считанное число поколений. Этим путем природа способна на быстрое (практически внезапное) образование новых видовых форм.
И еще. Именно с полиплоидией связана реальная возможность появления в растительном мире вполне нормальных потомков от скрещивания не таких уж близких родичей.
Впервые искусственная отдаленная гибридизация удалась еще в конце прошлого века немецкому селекционеру В. Римпау. Но объяснить, почему его межродовой ржано-пшеничный гибрид оказался плодовитым, ученый не смог. Тогда еще очень мало знали о хромосомах.
Лишь в 1926 г. один из ближайших сподвижников Вавилова, известный советский цитогенетик Георгий Дмитриевич Карпеченко не только получил от скрещивания редьки и капусты плодовитый межродовой гибрид, но сумел дать этому теоретическое толкование. В клетках любого организма каждая хромосома имеет как бы дубликат. Такой парный набор разделен только в половых клетках. Когда же женская и мужская гаметы сливаются при оплодотворении, все хромосомы в дочерней клетке опять обретают свои пары. Но при отдаленном скрещивании (допустим, межродовом) в половых клетках родителей вовсе не одинаковое количество хромосом и потому не каждой находится пара при оплодотворении яйцеклетки. Отсюда слабая жизнеспособность такого гибридного дитяти и неизбежное его бесплодие.
Карпеченко нашел оригинальный выход из тупика (выход, давно известный природе и достаточно широко ею использовавшийся). Он заключался в искусственном удвоении хромосомного набора бесплодного гибрида. Ученому это удалось сделать, воздействуя на растение химическим реактивом.
А как удавалось природе? Здесь пока не все ясно. Но несомненно, что удавалось, и много раз. В посевах пшеницы изредка находили (находят и теперь) естественные ржано-пшеничные гибриды. Причем вполне плодовитые. Реальная возможность других столь же отдаленных «браков» доказана экспериментально: лабораторным повтором предполагаемых случаев естественнойотдалённой гибридизации. Как выяснилось, именно таким способом образовалась домашняя слива — от алычи и терна. И ряд современных видав табака, малины, брюквы, полыни и многих, многих других растений.
Примечательно, что подобные процессы продолжаются в природе. В 50-х гг. в лесах Южной Якутии был обнаружен естественный гибрид рябины и кизильника, который довольно энергично распространялся по берегам среднего течения реки Алдан.
«Гибридизация имеет большое значение в эволюции живых организмов, являясь важнейшим условием процессов формообразования» — таково мнение академика Николая Васильевича Цицина, который был одним из крупных специалистов по отдаленным скрещиваниям. С ним вполне солидарен член Национальной АН США Берне Грант — видный биолог-эволюционист.
— Естественная межвидовая гибридизация,— говорит он,— служит источником комбинативной изменчивости во многих группах растений. Кроме того, формы, возникшие путем гибридизации, нередко закрепляются на новых местах обитания, которые создаются в результате нарушения среды. Группа растений, сосредоточенных в двух или нескольких видах, способных к гибридизации, вероятно, обладает преимуществом... поскольку может успешно реагировать на быстрые изменения среды.
К этому следует только добавить, что процессы формообразования должны были сильно активизироваться, когда при столкновении континентов неизбежно переплетались судьбы представителей разных биот.
Вот к каким интересным и неожиданным вещам ведет детализация событий, определяемых глобальной подвижностью плит Земли.