Эволюционная теория подтверждена

В 1905 г. вышла в свет докторская диссертация Кожевникова, посвященная полиморфизму (многообразию форм) у пчелы и у других общественно живущих насекомых. Вопрос о возникновении разнообразия животных форм на земле — один из основных вопросов биологии. Выдающийся вклад в этом направлении внес Чарлз Дарвин своей классической работой «Происхождение видов». Дарвинскую эволюционную теорию целиком разделял и Кожевников. Его также интересовали морфологическая эволюция, действие у общественно живущих насекомых закона разделения труда, индивидуальные изменения под воздействием окружающей среды, переходные формы.

Останавливаясь на различиях в анатомическом строении особей пчелиной семьи, главное внимание Григорий Александрович сосредоточил на яичниках, не без основания полагая, что именно в развитии органов размножения надо искать возникновение различия пчелы и матки. Пчела и матка — женские особи, существа одного пола, но они коренным образом отличаются друг от друга и по внешнему строению, и по физиологическим функциям. Перед этой великой загадкой природы были бессильны многие ученые и натуралисты прошлого. Только в период расцвета материалистического естествознания и эволюционного взгляда на природу, когда уже была выработана новая методология познания органического мира, стало возможным на строго научной основе разрешить эту проблему.

Кожевников-анатом у рабочей пчелы искал признаки пола, к которому она принадлежит, а у матки — черты отклонения от первоначального типа самки, возникшие вследствие ее специфической роли в размножении. Ведь любая специализация организма идет обычно в ущерб другим его функциям, менее важным для жизни.

Исследователь проследил развитие яичника матки и пчелы в личиночной стадии и впервые установил весьма интересный факт. При росте личинки рабочей пчелы яичник ее, несмотря на ухудшенное питание, будто по инерции продолжает расти и число зачаточных яйцевых трубочек в нем бывает не меньше, чем у личинки матки. Лишь при превращении личинки в куколку происходит перерождение яичника и исчезновение большинства яйцевых трубочек. В результате такой дегенерации яичник рабочей пчелы превращается в конце концов в тонкую ниточку, в которой невозможно увидеть яйцевых трубочек. Столь существенная и совершенная система органов, как органы размножения, у рабочей пчелы доведена до такого состояния, что они уже не могут выполнять своего назначения. Из одного и того же яйца под влиянием внешних факторов, в частности питания, формируются неодинаковые организмы с различными, строго определенными и наиболее целесообразными для вида назначениями. Кожевников получил весьма полные данные о формировании организма пчелы в течение стадий личинки и куколки. Его изыскания намного опередили работы известного немецкого ученого Е. Цандера и других биологов, посвященные этой важнейшей проблеме.

Интересно, что у половых органов рабочих пчел воспроизводительную способность, хотя и весьма ограниченную, природа все-таки сохранила. При особых условиях, которые складываются в семье, у рабочих пчел с повышенным обменом веществ (этих пчел Кожевников назвал анатомическими и физиологическими трутовками) функционирование яичников в какой-то степени восстанавливается. Пчела-трутовка становится способной класть яйца. Причем число яйцевых трубочек в ее яичниках, по Кожевникову, колеблется от 3 до 53.

Анатомические и физиологические данные, экспериментально полученные исследователем, дали ему основание выдвинуть новую теорию происхождения пчелиной семьи. Григорий Александрович предполагает, что в очень отдаленное время не было такого различия между маткой и рабочей пчелой, какое наблюдается теперь. Видимо, тогда все женские особи пчелиной семьи откладывали яйца. Потом, в ходе длительной эволюции, органы и организмы специализировались. Одни органы усиливали свою деятельность, совершенствовались и в строении, и в функциях, другие, наоборот, снижали ее, переставали функционировать и постепенно атрофировались.

Самки (пчела и матка), специализировавшиеся по разным направлениям, развивались каждая по своему собственному эволюционному пути. Все лишнее для организма матки, что переставало работать, — восковые железы, железы, вырабатывающие молочко, аппарат для сбора пыльцы — становилось неустойчивым и в своем строении, и в своих функциях, теряло связь с центральной нервной системой, постепенно уменьшалось в размере, а потом исчезало в поколениях. Так стало и с органами размножения пчелы — яичником и особенно семяприемником, который не функционирует, превратившись в рудиментарный орган. Даже развитие яичника не отражается на его увеличении или каком-либо другом изменении. Как предполагает Кожевников, семяприемник пчелы подвергся обратному развитию раньше других частей венского полового аппарата, поэтому в наследственности прочнее закрепился его регрессивный характер.

У пчелы сильнее, чем у матки, развит мозг, слюнные железы, хоботок, то есть те органы, которые находятся в процессе деятельности. У матки очень сильно развился половой аппарат. Она превратилась по существу в «яйцекладущую машину», совершенно утратив способность собирать корм, строить соты, кормить личинок.

По мнению исследователя, матку надо считать представителем более первобытного типа, а пчелу — более молодым продуктом эволюции.

Сенсационным событием для пчеловодов и биологов было открытие Кожевниковым промежуточной формы между маткой и рабочей пчелой. Случилось это в июле 1919 г. на Измайловской опытной пасеке. В одном из маточников Григорий Александрович обнаружил не матку, а насекомое, которого никогда раньше не видел. По внешнему виду оно напоминало рабочую пчелу. Когда ученый вскрыл его, то увидел вполне развитые яичники, какие бывают у матки. На нижней поверхности брюшка находились типичные для рабочей пчелы восковые зеркальца, а на задних ножках — щеточки для сбора пыльцы. Верхние челюсти оказались такими же, как у пчелы, а хоботок, как у матки. В этом существе небывало совмещались признаки матки и рабочей пчелы, хотя на первый взгляд оно казалось вполне нормальным насекомым.

Если прежде, до дарвинской эволюционной теории, считали, что матка и пчела возникли как разные организмы, недоразвитие рабочих органов матки природа как бы компенсирует очень развитыми органами пчелы, то теперь эта теория уничтожалась.

«Теоретическое значение этой формы громадно, — писал о промежуточном насекомом Кожевников. — Мы имеем достаточно оснований видеть в ней живое воплощение той формы, которая, по нашим теоретическим соображениям, должна была существовать много тысячелетий назад, когда пчелы не были такими, каковы они теперь. Природа являет нам непрерывную цепь изменчивости».

Отыскивая параллели первобытным пчелам, ученый обращался к ближайшим их родичам — шмелям, еще не достигшим в своем развитии такой специализации. Шмелиная матка не только кладет яйца, но и выкармливает потомство, выделяет воск, строит гнездо, добывает нектар, совмещая в себе действия, которые в пчелиной семье выполняют и матка, и пчелы. По предположению Кожевникова, в доисторическое время пчелиная семья была в какой-то степени похожа на шмелиную. В ней также выводилось много маток (кстати, и теперь пчелы, особенно желтые кавказские, часто выводят очень много маток — до 160 в семье), и они также работали и производили потомство. Кроме маточных, у них были органы, присущие пчелам. Следы этих рабочих органов, и даже железы, выделяющие молочко, встречаются у отдельных экземпляров и поныне.

Г. А. Кожевников задался целью искусственно получить промежуточную форму насекомого. Пять лет ушло на опыты. Пять лет упорных поисков. И в какие только условия воспитания ни ставил он личинки. Летом 1924 г. на Тульской опытной станции пчеловодства он, наконец, добился успеха. Такую же переходную форму между пчелой и маткой ему удалось получить и на Измайловской опытной пасеке. Эволюционный путь медоносной пчелы был подтвержден экспериментально.

Как полагал исследователь, медоносная пчела еще не закончила своей эволюции, не успела приобрести окончательной устойчивости в своей организации. Поэтому для нее так характерна необычная изменчивость внешних признаков и важнейших внутренних органов, а в переходных формах даже восстановлен исчезнувший тип предков современной пчелы.

Разные формы особей медоносной пчелы есть одно из проявлений великого закона изменчивости, по которому создавалось все многообразие природы. Такой глубоко диалектический вывод сделан выдающимся биологом впервые в истории пчеловодной науки.

Г. А. Кожевников перенес общие принципы дарвинизма на пчеловодство. Зная эволюцию вида медоносных пчел, физиологию пчелиной семьи как единого организма, анатомию насекомых, ученый обратился к племенному делу, и в первую очередь к улучшению пчел методом отбора. Он указывал, что искусственный отбор—важнейший путь улучшения любой породы пчел и практическое пчеловодство должно основываться на нем. Пример тому — отбор естественный, когда сама природа отбирала все полезное и устраняла бесполезное.

В результате многовекового естественного отбора, который проходил в условиях постоянной борьбы за существование, получали право на жизнь более совершенные организмы, которые могли создавать сильные семьи, способные заготавливать большие запасы меда, переносить длинные суровые зимы. Сама среда и ее условия явились могучим фактором отбора.

Г. А. Кожевников выделяет главные признаки, по которым следует отбирать семьи для размножения, на племя — силу и медистость. Плохая семья не может быть сильной, а если ее масса невелика, она соберет и мало меда. Сила семьи, то есть число находящихся в ней пчел, зависит от качества матки, ее плодовитости. Если семья сильная и медистая, она несет в себе хорошие наследственные задатки. От нее-то и надо получать потомство.

Сама мысль о том, что в селекции пчел надо использовать те же методы, что и при селекции сельскохозяйственных животных (от хороших производителей — хорошее потомство), была для многих довольно новой, непривычной, биологически слабо разработанной. Прежде о племенном разведении рядовые пчеловоды не задумывались. Новые семьи обычно получали а результате роения. Искусственное роение и искусственный вывод маток только начинали входить в практику, техника матковыводного дела была весьма далека от совершенства, притом владели ею специально подготовленные люди. Оставался отбор по продуктивности и получение потомства от самых лучших семей — способ надежный и простой, доступный любому пчеловоду. Его-то Кожевников и рекомендовал практике. «Хорошие естественно роящиеся семьи, — писал он, — дадут самый лучший племенной материал».

Григорий Александрович одним из первых русских биологов довольно подробно коснулся вопроса передачи свойств от родителей — матки и трутней — своему потомству, опираясь на законы наследственности.

Брачные встречи матки с самцами в воздухе не позволяют установить, какие наследственные свойства передадут трутни потомству и как эти свойства сохранятся в поколениях. Племенное разведение в пчеловодстве из-за этого весьма затруднено. Научная разработка генетики медоносных пчел, как справедливо считал Кожевников, начнется только тогда, когда будет точно известно, с какими трутнями спарилась матка. Как видим, он довольно отчетливо поставил проблему, которую потом будут разрабатывать биологи, имея уже в руках и инструмент для искусственного осеменения маток, и более совершенную методику генетического анализа.