Механизмы адаптации организмов при действии неблагоприятных факторов

Чтобы решить вопрос о возможности каких-либо иных механизмов адаптации организмов при действии неблагоприятных факторов крайней интенсивности, Гаузе поставил следующий эксперимент.

В среду, соленость которой равнялась 7%, помещалась смешанная популяция, состоящая из потомков конъюгантов прошлого опыта. В ряде вариантов опыта на 15—17-е сутки часть популяции выживала. Причины этому, по мнению Гаузе, следует искать в том, что в результате конъюгации появляются рекомбинатные линии, некоторые из которых благодаря наследственным изменениям оказываются приспособленными к экстремальным условиям. В данной ситуации, как предполагал Гаузе, происходил прямой естественный отбор наследственных изменений. Таким образом, прямой и стабилизирующий отбор действуют как бы рука об руку в одной популяции, но эффективность их может проявляться по-разному, в зависимости от размаха изменчивости внешних условий, степени генетической гетерогенности популяции и истории вида.

Гаузе и Смарагдова перешли к изучению температурных адаптаций, являющихся наиболее вероятной моделью процессов, имевших место при возникновении географических рас. Работами Гаузе, Алпатова и Смарагдовой было установлено, что простейшие, как и другие животные, подвержены географической изменчивости. Анализ рода Paramecium, (P. caudatum, P. aurelia и P. bursaria) показал, что представители северных рас более крупные по размерам, чем представители южных рас, и эти различия носят генотипический характер (Гаузе, Смарагдова, Алпатов, 1942). Кроме того, было установлено, что соответственно менялись и температурные оптимумы деления инфузорий различного географического происхождения, а также жизнеспособность конъюгантов. Чем более далекие географические расы «скрещивались» между собой, тем меньше была вероятность получить жизнеспособное потомство (Смарагдова, 1941).

Смарагдова (1941, 1944) показала, что при повышении температуры у клонов P. bursaria происходит уменьшение размеров тела — адаптивная модификация. В смешанных же популяциях, как и в случае адаптации к солености, идет отбор самых мелких форм — стабилизирующий отбор. Этот вопрос был изучен Гаузе (1941а, 1942) при помощи более совершенной методики. Конъюгирующие особи двух московских линий культивировались по 50 штук при 13 и 27 °С. Контролем служили чистые родительские линии. Опыт, продолжавшийся два месяца, показал, что выжившие потомки конъюгантов при низкой температуре оказались на 11.5% крупнее родительских линий, а при повышенной температуре на 7.6 % мельче родительских линий. Этот опыт Гаузе наиболее убедительно доказывал, что естественный отбор мутаций и рекомбинаций в смешанных популяциях действует в сторону усиления ненаследственных температурных модификаций.