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

Biston betularia кажется в этом плане совсем непримечательным видом. Маленький, серовато-белый мотылек из тех, что порхают вокруг подъездных фонарей летними ночами. Он получил свое название благодаря черным крапинкам, покрывающим его крылья. Кто бы мог подумать, что такое невзрачное чешуекрылое насекомое станет символом эволюции?

И, тем не менее, это так. Двести лет назад пяденица березовая соответствовала своему названию – серая с черными крапинками. Конечно, периодически возникавшая мутация меняла окрас или узор, но это длилось недолго. Причина проста: пяденица березовая проводит дни, сидя на деревьях, расправив крылья. А деревья в английских лесах с такими же крапчатыми стволами.

Обычные мотыльки достаточно хорошо сливались с деревом, а мутанты заметно выделялись и были удобной мишенью для голодных и зорких птиц.

В середине XIX века промышленная революция изменила мир не только людей, но и мотыльков тоже. Человеческие перемены были многочисленными и разнообразными, приведя в равной степени к прогрессу и социальным сдвигам. Что касается мотыльков, то здесь итоги были просты: в промышленных центрах и подветренных местностях деревья покрылись черной копотью, которую выбрасывали фабричные трубы. А для светлых мотыльков это стало проблемой. Если изначально они были превосходно замаскированы, то теперь их легко можно было обнаружить на фоне почерневших стволов деревьев.

Есть несколько комичных изображений коллекционера бабочек или мотыльков, особенно XIX века. Представьте себе джентльмена-натуралиста, одетого в мешковатые штаны, шерстяной пиджак и галстук плюс, возможно, очки и шерстяную шапочку. Теперь представьте себе того же джентльмена, бегущего за мотыльком, совершающим волнообразные движения. Человек бешено размахивает сачком и, как правило, промахивается, так как насекомое в последний момент резко уходит вниз или уворачивается.

Пяденица березовая

В те времена коллекционирование бабочек и мотыльков было невероятно популярным занятием: проходили собрания, создавались общества любителей-энтомологов, выпускались информационные бюллетени. И когда обнаруживалось что-то новое, это становилось целым событием. О каждой новой находке исправно сообщалось в таких печатных изданиях, как «Ежемесячный журнал энтомолога» или «Архивы энтомолога». В итоге у нас есть подробно задокументированное описание того, когда и где появился черный окрас мотылька, и как широко и насколько быстро он распространился.

Первые темные мотыльки были пойманы в центральной Англии. Сначала в Манчестере в 1848 году, затем в Йоркшире в 1860 году. Вскоре их обнаружили на севере и на юге, а к концу века и в Лондоне. К началу 1950-х годов мотыльки темного цвета встречались практически по всей Англии. В промышленных районах и подветренной местности популяции мотыльков состояли зачастую почти из одних темных особей.

И хотя ученые изучали процесс распространения черной формы пяденицы березовой с начала XX века, на протяжении долгого времени значимость этой стремительной эволюционной трансформации была недооцененной. Все изменилось, когда Бернард Кетлвелл[49], британский терапевт, ставший энтомологом, провел ряд ставших уже классическими экспериментов. Кетлвелл выпустил оба вида мотыльков в леса, расположенные в сельских и промышленных районах, а потом вернулся и вновь изловил их столько, сколько смог. Его исследование продемонстрировало^01, что выживаемость темных мотыльков была существенно выше в лесах, находившихся вблизи промышленных зон, где деревья были покрыты сажей. И, наоборот, в более чистых сельских районах типичный серый тип был более удачливым. Дополнительные исследования выявили фактор отбора: помещая мотыльков на разном фоне, Кетлвелл убедился в том, что птицы чаще подбирали мотыльков, выделявшихся на привычном для них фоне.

Данные исследования быстро стали учебным примером того, как происходит в природе процесс естественного отбора.

Экспериментальная демонстрация процесса сильного естественного отбора в сочетании с историческими сведениями о быстром изменении окраса, произошедшем за несколько десятилетий, явно указывали на то, что эволюция, вызванная естественным отбором, может происходить стремительно[27].

* * *

Примерно в то же самое время, когда Кетлвел проводил свои исследования, ученые и простые люди становились очевидцами происходящей вокруг них стремительной эволюции. Пенициллин – «чудодейственное лекарство», которое должно было стать проводником в будущее, свободное от инфекционного заболевания – был впервые массово применен в ходе Второй мировой войны. И почти сразу же у стафилококков (бактерий, вызывающих стафилококковую инфекцию) развилась сопротивляемость, так что к середине 1950-х годов большая часть преимуществ пенициллина была утрачена.

Впоследствии как только появлялся новый антибиотик, у бактерий быстро развивалась сопротивляемость к нему. Тетрациклин был представлен на рынке в 1950 году, а резистентные бактерии появились девять лет спустя. Эритромицин стал массово доступен в 1953 году, сопротивляемость обнаружена в 1968 году. У метициллина было всего два нерезистентных года после его дебюта в 1960 году. Стремительная эволюция стала заметна широкой публике и стоила многих человеческих жизней.

В то самое время, когда микробы делали антибиотики неэффективными, различные виды вредителей проделывали то же самое с нашими только что созданными пестицидами и гербицидами.