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

И, наконец, в нашем списке – далеко не окончательном – удивительные виды Австралии: утконос, кенгуру и коала, подобных которым нет нигде в мире.

* * *

О чем же говорят все эти островные диковины? Острова позволяют нам краешком глаза взглянуть на эволюционно альтернативные миры, те миры, которые имели бы право на существование, если бы жизнь приняла иной оборот. Что если бы млекопитающие исчезли с лица земли в конце мелового периода вместе с динозаврами? Новая Зеландия дает намек на то, что могло бы быть. Куда бы привела эволюция приматов, если бы обезьяны и приматы не стали активно развиваться? Достаточно взглянуть на многообразие лемуров, обитающих не где-нибудь, а на Мадагаскаре.

Острова – это гигантская поваренная книга эволюции. И получившееся в итоге «варево» говорит нам о том, что невозможно предсказать, что именно выйдет из печи. Измените ингредиенты или порядок их добавления, подбавьте огня, уберите какой-то продукт, положите одну щепотку соли вместо двух, и вкус получившегося блюда окажется другим. Даже когда используешь один и тот же рецепт, кажущиеся безобидными действия вроде замены одного сорта муки другим или готовки на кухне соседа, а не на своей, могут дать совсем иной результат. Островная поваренная книга изобилует историями вероятностей и случайностей, и многообразие получившихся результатов свидетельствует о том, что предсказать эволюцию кого-то или чего-то на отдельно взятом острове очень сложно.

Нужно просто отправиться туда и убедиться самому, и быть готовым найти практически все.

Конечно, единичные случаи эволюции встречаются не только на островах. Природный мир полон причудливых растений и животных, не имеющих эволюционных параллелей. Возьмем для примера слона: какое еще животное пользуется своим носом, чтобы поднимать с земли предметы, посыпать себя пылью и нежно ласкать члена своей семьи? Или рыба-брызгун, чья система зрения и строение рта позволяют ей точно выстреливать струей воды, способной сбить сидящее на ветке насекомое. Однако в нападении с дальнего расстояния непревзойденными мастерами являются пауки болас, выпускающие длинную шелковую нить с липким комочком на конце, которую они накидывают на свою жертву, как гаучо. Этот шарик приклеивается к любому несчастному мотыльку, в которого он попадет. А теперь перейдем от охотничьей к репродуктивной тактике. Самцы рыбы-удильщика значительно меньше самок. Когда самец кусает самку, он выделяет фермент, сращивая свои губы с ее кожей и сливая их тела в единое целое. В конечном итоге, все остальное тело самца исчезает, оставляя только яички для выполнения главной цели. Ну и, конечно, животные с крупным мозгом, использующие орудия, – двуногие. Биосфера насыщена видами, которые смогли уникальным способом адаптироваться к своему образу жизни.

КОНВЕЙ МОРРИС И ЕГО КОЛЛЕГИ составили длинные списки примеров конвергенции. Но с той же легкостью можно составить сравнительные перечни видов, не имеющих двойников. Нам вполне понятен процесс конвергенции, когда виды адаптируются к похожим обстоятельствам одинаковым способом. Но что же такого особенного в единичных эволюционных случаях? Почему у других видов не развились похожие адаптивные свойства?

Одной из гипотез является то, что эти виды появлялись в уникальном природном окружении. Может быть, они не имели аналогов потому, что никакие другие виды не оказывались в подобных условиях. Возможно, такое объяснение применимо к коалам. Весь образ жизни этих животных связан с обитанием на эвкалиптовых деревьях и поеданием ими листьев, насыщенных ядовитыми составляющими.

Как результат пищеварительная система коал исключительно длинная, обеспечивающая достаточное количество времени для процесса детоксикации и усвоения питательных веществ. Медленное переваривание пищи в сочетании с низкой калорийностью листьев означает, что коалы не жируют, а потому они минимизируют трату энергии, проводя большую часть дня в сонном состоянии. Эвкалиптовые деревья растут только в Австралии, так, может быть, единичность вида коал отражает уникальность их окружения.

Но я подозреваю, что в большинстве случаев не это является объяснением. Утконосы встречаются в реках и озерах Австралии на востоке, где они питаются раками и другими видами водных беспозвоночных, которых они отыскивают, копая речное дно и чуя добычу с помощью электрорецепторов, расположенных на клюве.

Образ жизни утконоса таков, что он вполне возможен во многих других местах помимо Австралии. Речки, в которых они обитают, очень похожи на тот ручей, что протекал за домом моего друга детства в Сент-Луисе. Конечно, в Северной Америке полно кишащих раками речек, многие из которых протекают в тех местах, где климатические условия схожи со средой обитания утконосов. И живущие в них хищники явно не опаснее тех, что обитают в австралийских водоемах. Так где же тогда двойник нашего утконоса?

Почему никого, похожего на утконоса, не появилось в любом другом месте?

Или на кенгуру, или на любое другое животное из перечисленного мной списка, каждое из которых обитает в той среде, которая встречается в других регионах?

Другим объяснением единичных случаев эволюции является то, что естественный отбор либо не такой предсказуемый, либо не такой сильный, как полагают некоторые. То есть даже когда виды находятся в похожих условиях, их развитие может пойти разным путем.

Главной причиной отсутствия конвергенции может быть наличие не одного, а нескольких способов адаптироваться к проблеме, поставленной окружающей средой. Вспомните, как плавают позвоночные животные. Многие используют хвост в качестве опоры, но не все хвосты одинаковы. Рыбьи вертикально приплюснуты и двигаются взад-вперед. Крокодилы плавают так же. Но хвосты китов приплюснуты горизонтально и двигаются вверх-вниз. Другие животные, такие как угри и морские змеи, совершают волнообразные движения всем телом. Отдельные виды птиц, например, бакланы и гагары, способны быстро передвигаться под водой, яростно работая перепончатыми лапами. С другой стороны, некоторые виды плавают, используя видоизмененные передние конечности, такие как ласты у морских львов и крылья у пингвинов. Однако самыми удивительными пловцами являются ленивцы, чьи длинные передние конечности развились у них для долгого свисания вниз головой. Они способны отдаленно имитировать австралийский кроль. Беспозвоночные демонстрируют еще больше способов быстрого перемещения в воде, например, реактивное движение осьминогов и кальмаров.

Этот список различных способов движения в водной среде рождает очевидный вопрос: насколько похожими должны быть признаки двух видов, чтобы считаться конвергентными? У кальмаров и дельфинов очень разное строение тела, помогающее им быстро передвигаться в воде, Тут даже нет сомнений, что они не конвергентны друг другу. Лопастное движение лапами некоторых водных птиц – это еще один неконвергентный способ быстрого перемещения под водой.

Однако другие примеры не настолько однозначны. Допустим, хвостовой плавник у китов и акул похож по внешнему виду и функционированию, но один плавник горизонтальный и двигается вверх-вниз, а другой вертикальный и изгибается вправо-влево. Являются ли эти свойства легкими вариациями на тему конвергенции или же неконвергентными решениями с функционально похожим результатом? Я подозреваю, что большинство людей сочтет горизонтальные и вертикальные хвостовые плавники, по сути, одинаковым решением.