По мере того как мы знакомимся с жизнью ныне существующих видов, становится ясно, что каждый вид зависит еще и от других живых существ и от тех условий, в которых он обитает, т. е. от многих сложных взаимосвязей, географических особенностей, расположения материков и т. д., образовавшихся на протяжении более 3,5 млрд лет существования земной жизни. Закономерности взаимоотношений живых существ с окружающей средой изучает экология.

Все организмы, существующие на Земле, приспособились к определенному атмосферному давлению. Однако с помощью шаров-зондов удалось обнаружить споры бактерий и плесневых грибов на высоте 33 км, где давление значительно ниже. Бактерии живут в радиоактивных урановых рудах, в сероводородной среде, даже в таком ядовитом веществе, как концентрированный раствор хлористой сулемы. Бактерии были обнаружены и на глубине 4 тыс. м – в нефтеносных слоях и в горячих источниках, богатых борной кислотой. Живые организмы существуют и при гигантских давлениях – на глубине более 10 км, и в холоде вечных льдов Арктики и Антарктики.

И в знойной, казалось бы, совсем безжизненной Сахаре, где влажность достигает всего 0,5%, существуют 98 видов бактерий, 28 видов грибов и 84 вида водорослей. Живые существа могут иногда долгое время обходиться без воды. Обитающий в Северной Нигерии комар откладывает яйца в мельчайшие щели скал, заполненные водой; Когда маленькие лужицы высыхают, личинки комара приостанавливают свое развитие. Но стоит пройти новому дождю, и они как ни в чем не бывало оживают вновь. Дрожжи и несколько видов бактерий способны существовать даже в бескислородной среде. Личинки комара хирономуса живут и развиваются в воде, содержащей в тысячу раз меньше кислорода, чем обычный воздух. В воде некоторых водоемов бывает в 2 тыс. раз меньше кислорода, чем в воздухе, но и там есть жизнь.

Все живые существа обладают колоссальным биотическим потенциалом, иначе говоря, способны размножаться с такой скоростью, что, если бы их размножению ничто не препятствовало, они наводнили бы собой всю биосферу.

Что же противодействует такому перенаселению? Почему, несмотря на удивительную приспособленность к неблагоприятным условиям, живые организмы все-таки гибнут?

Голод, несчастные случаи, стихийные бедствия, болезни, уничтожение одних видов другими – все вместе взятые причины такого рода называют сопротивлением среды. Каждый вид должен был выработать такие качества, которые позволяли бы ему преодолевать сопротивление среды. На протяжении миллионов или даже миллиардов лет возникала адаптация – приспособленность к окружающим условиям, или та знаменитая «целесообразность», которая поражает воображение и кажется порой сверхъестественной. Каждая из адаптации появилась в результате того, что среда постоянно отсеивает неблагоприятные наследственные изменения, появляющиеся у всех без исключения видов растений и животных. Действие естественного отбора не прекращается ни на минуту: выживают только наиболее приспособленные.

Экологи изучают различные типы приспособляемости, и уже выявлены некоторые закономерности, помогающие понять это чудесное свойство всего живого. Известны три основных типа адаптации: структурные – изменения окраски, строения тела, отдельных органов и т. п.; физиологические и поведенческие.

Структурным, например, является приспособление, возникшее за короткий срок (несколько десятилетий) у бабочки березовой пяденицы в Англии. До 1850 г. в стране были известны только светлые березовые пяденицы – под цвет лишайников, покрывающих стволы деревьев. После того как лишайники основательно прокоптились фабричным дымом, светлая пяденица стала вытесняться темной, менее заметной для ее врагов.

Физиологические адаптации внешне незаметны, но они обеспечивают такую же приспособляемость, что и структурные. Удивительно, например, строение черепа маленького зверька – двуногой мыши (дипадемус), обитающей в Мексике. В черепе дипадемуса находятся две большие слуховые камеры, превосходящие по своим размерам полость, заполненную мозгом. Звуковые колебания усиливаются в камерах-резонаторах, и зверек может различать звуки частотой всего в 2 Гц (человеческое ухо воспринимает звуки от 16 до 20 000 Гц). Идеальный слух и быстрые ноги позволяют дипадемусу успешно избегать нападений ночных птиц и змей.

Третий тип адаптации – поведенческие. Мотылек с полосатыми крыльями весь день сидит неподвижно на полосатых листьях лилии. Полосатые крылья – структурная адаптация, а выбор наиболее безопасного положения на листьях – это уже адаптация поведенческая: мотылек всегда садится так, чтобы полоски на его крыльях были параллельны полоскам на листе, тогда он почти незаметен.