Удивительная эволюция. Биологическая история Земли в невероятных превращениях и мутациях организмов - Джонатан Б. Лосос

* * *

Можно привести еще один пример повторяющейся адаптивной радиации, на этот раз из воздушной среды. Из более чем пяти тысяч существующих сегодня в мире видов млекопитающих одну пятую часть составляют летучие мыши – их, согласно последним подсчетам, тысяча двести сорок меховых летающих видов. Особенно успешной группой является род ночницы. Существуют более сотни видов ночниц. На самом деле, если вы встретили летучую мышь в Северной Америке, ею запросто может оказаться маленькая коричневая летучая мышь – малая бурая ночница, очень распространенный и полезный вид, способный ежедневно проглатывать объем насекомых, равный половине веса их тела.

Несмотря на наличие у всех видов ушей, похожих на мышиные, не все виды ночниц выглядят одинаково. Согласно традиционной классификации различают три основных группы животных, которые отличаются как анатомически, так и своим образом жизни. Подобно маленькой коричневой ночнице подрод Selysius со свистом проносится в воздухе в погоне за насекомыми. У них маленькие лапы, а между задними конечностями находится крупная перепонка, которой они пользуются, как перчаткой ловца, чтобы хватать насекомых прямо в воздухе. Летучие мыши подрода Leuconoe имеют узкие крылья и обычно охотятся над водой. Иногда они даже ловят рыбу с поверхности воды, хватая ее своими длинными, покрытыми шерстью задними лапами. И, наконец, вид подрода Myotis – это животные с крупным туловищем, большими ушами, широкими крыльями, которые сдергивают добычу с листьев, ветвей или с земли.

Ранее считалось общепризнанным фактом, что эти три подрода представляют разные эволюционные группы, причем каждый тип эволюционировал однократно, а потом породил множество похожих видов, разбросанных по всему миру. Но потом проведенный сравнительный анализ ДНК[34] перевернул всю картину мира. Проведя секвенирование нескольких генов, взятых у трех четвертей всех существующих видов ночниц, ученые обнаружили, что традиционная, основанная на анатомическом строении классификация весьма и весьма ошибочна. Точно так же, как в случае с ящерицами анолисами и улитками Mandarina, анатомически и природно отличающиеся друг от друга летучие мыши, которые обитают в одном и том же регионе, были ближе друг к другу, чем к похожим видам из других регионов. Идея об общей эволюции каждого типа, повторяемой всей мировой диаспорой, была развенчана. Вероятней всего, ночницы одинаковых трех типов неоднократно подвергались адаптивной радиации во многих частях света.

Истории, подобные описанным примерам с анолисами, улитками и ночницами, становятся все более распространенными. Очевидно, природные условия разных мест настолько одинаковые, что в каждом месте естественный отбор обеспечивает эволюцию похожего набора коренных представителей. И эти конвергентные воздействия настолько сильны, что получившиеся в итоге виды кажутся близкими родственниками, а не результатом независимых эволюционных радиаций.

Приведу два последних примера – результаты основанных на анализе ДНК изученных обитателей Мадагаскара. Несколько лет назад мы узнали, что в противоположность бытовавшему когда-то мнению лягушки Мадагаскара не связаны близкими родственными узами с их природными двойниками из Индии. Скорее их расхождение произошло непосредственно в месте обитания на Красном острове, породив роющих лягушек, водных обитателей и древесных лягушек, очень похожих на тех, что живут в Индии[35].

Птицы с Мадагаскара поют одинаково. Несмотря на их значительную схожесть[36] с представителями африканской птичьей фауны, недавно проведенный анализ ДНК показал, что огромное многообразие воробьинообразных Мадагаскара является по большей части результатом обширной внутриостровной диверсификации видов. Как мы видели в первой главе, то же самое относится и к эволюционной радиации австралийских птиц, которая породила целую обойму разнородных природных коренных представителей, конвергентных с различными видами северной птичьей фауны.

МЫСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ГУЛДА требует возвращения в прошлое, чтобы начать эволюцию с тех же самых начальных условий и проследить, пойдет ли эволюция тем же самым путем. Но существует и другой способ поставить подобный опыт. Вместо того, чтобы прокручивать пленку назад, может, просто прокрутить ее в одно и то же время, но в разных местах? Другими словами, создайте идентичные природные условия в различных местах и заселите их неотличимыми друг от друга популяциями. А затем посмотрите, будут ли они следовать одними и теми же эволюционными траекториями.

Да, конечно, это мыслительный эксперимент, идеальный мир, в котором возможно все. В реальном мире подобный эксперимент невозможен, потому что вне лаборатории вы не найдете двух по-настоящему идентичных мест, и в них с течением времени будут происходить несхожие события.

И все же острова неспроста называют пробирками для эволюции.

Их изолированность дает им независимость: то, что происходит на одном острове, не влияет на происходящее на других островах (по крайней мере, это касается видов со слабыми способностями к рассредоточению). И хотя жизнь на них никогда не бывает идентичной, многие острова, в частности, расположенные в одном общем регионе, как правило, бывают относительно похожими.

В идеальном мире идентичные популяции ящериц оказались бы на четырех одинаковых островах, и на протяжении миллионов лет за их эволюцией велось бы наблюдение. Будет ли утопичным исследование всего того, что отличается от реально происходивших изменений с ящерицами анолисами, обитающими на Больших Антильских островах? В реальном мире такая исследовательская программа может быть точной настолько, насколько сама природа способна прокрутить пленку Гулда.

И результаты, конечно же, противоречат тезису Гулда. Пленка была одновременно прокручена на четырех островах Большой Антильской гряды, и итог эволюционного развития ящериц оказался очень похожим на каждом из островов. Тот факт, что Ямайка отличается от Кубы, так же как Куба отличается от Пуэрто-Рико, усиливает отклонение: путь эволюции ящериц не был продиктован конкретными обстоятельствами, возникавшими на каждом острове.

То же самое касается наземных улиток, ночниц и многих других существ. Повторяющиеся адаптивные радиации происходили во многих местах, и сейчас регулярно всплывают новые подобные случаи. Очевидно, что эволюция и вправду повторяет себя. Независимые друг от друга эволюционные «броски костей» выдают, в сущности, одинаковые результаты, вне зависимости от обстоятельств.

ТАИТИ, БЕРМУДЫ, МАДЕЙРА, БАЛИ. Все любят острова, но ни у кого нет такого непреодолимого влечения к ним, как у эволюционных биологов. Дарвин черпал свое вдохновение в промежуточных остановках на островах во время легендарного путешествия на «Бигле», как и Альфред Рассел Уоллас в ходе поездок по Юго-Восточной Азии. И с тех самых пор, как Дарвин и Уоллас сообща объяснили теорию эволюции естественным отбором, биологи возвращались на острова, чтобы оценить все свежим взглядом. А потому большая часть того, что мы узнали об эволюции на протяжении последних полутора столетий, берет свои корни именно в островных исследованиях.

Что же заставляло эволюционных биологов возвращаться в эти места?[37] Здесь я могу дать два ответа. Во-первых, с точки зрения ученого, острова представляют собой повторяющиеся природные эксперименты эволюции. Каждый океанический остров или архипелаг – это отдельный мир, и все эволюционные изменения здесь не зависели от того, что происходило в других местах. Это означает, что, сравнивая один остров с другим, мы можем получить представление об эволюционном потенциале и предсказуемости. Выдает ли эволюция похожие конечные результаты снова и снова? В случае с анолисами и улитками с островов Огасавара – да, но насколько повсеместен этот результат? Как сильно варьируются возможные исходы эволюционной диверсификации? Ученые нацелены выяснить это, сравнивая схожести и различия представителей островной фауны и флоры.