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

Научные методы иногда делят на две категории: экспериментальный метод и метод наблюдения. В подобном разделении есть доля некоего превосходства: эксперименталисты, по крайней мере, их часть, ставят себя выше и относятся к неэкспериментальной науке, как к чему-то второсортному: по мнению некоторых приверженцев крайних взглядов, это вовсе не наука.

Конечно же, такая точка зрения является невежественной. Очень многое можно узнать с помощью внимательного наблюдения и сравнения природных феноменов, даже в отсутствие практических экспериментов. Более того, у опытов есть свои собственные границы: в размере и объеме. Попробуйте, к примеру, провести эксперимент, исследующий причину вулканических извержений или гравитационную силу Луны.

Но самое важное, что наблюдение и эксперимент – это не только два альтернативных метода, это еще инь и ян естественных наук: наблюдения за миром природы становятся источником гипотез, которые можно проверить опытным путем. И нет лучшего примера этого, чем исследовательская программа, которая ознаменовала эпоху полевых экспериментов в области эволюционной биологии.

Я БЫВАЛ В ТРОПИЧЕСКИХ ЛЕСАХ по всему свету. И этот лес во многих отношениях совершенно обычный: буйная растительность, повышенная влажность, идущий постоянным фоном навязчивый гул насекомых и крики птиц. Множество змей, все завораживающе красивы и в большинстве неядовиты. Я рад, что у меня есть походные ботинки высотой до колена на тот случай, если моя нога угодит в какое-то неправильное место.

А необычно здесь то, насколько густа и почти непроходима местная растительность. На самом деле, здесь настолько все заросло, что мы фактически передвигаемся по реке. И это главная причина, почему я надел резиновые галоши. И хотя моя спортивная обувь самого высокого класса, я все равно двигаюсь предельно осторожно, так как камни очень скользкие[31].

В водоемах вверху по течению гуппи более изысканно украшены (слева), чем в водоемах внизу по течению (справа).

Есть еще одна причина, почему мы двигаемся вверх по течению. Обычно когда я отправляюсь в тропический лес, я ищу там ящериц. Но в этот раз мы отправились на поиски маленькой рыбки. Гуппи часто встретишь в домашних и школьных аквариумах. Они славятся своим шикарным стилем: яркие цвета, крупные пятна, увеличенные хвостовые плавники. Как и в случае с собаками и попугаями, люди превратили их в причудливый балаган, и они тоже стали участниками шоу, состязаний и коммерческих затей.

Но подобно тому, как все породы собак произошли от своего предка, волка, так и разнообразные породы гуппи являются потомками диких видов родом из северной части Южной Америки, включая остров Тринидад, расположенный у побережья Венесуэлы. (На самом деле, несколько тысяч лет назад, когда уровень моря был ниже, Тринидад являлся частью Южной Америки). В отличие от волка, по внешности которого вряд ли скажешь о том невероятном многообразии его собачьих потомков, дикие гуппи демонстрируют широкое разнообразие популяций, значительно отличаясь друг от друга по цвету и узору.

Наконец, мы подходим к маленькому водоему. Мы стоим тихо и ждем. Несколько мгновений спустя маленькие рыбки снова приходят в движение. Быстрый бросок аквариумной сети, и теперь можно взглянуть на нее поближе. Да, это гуппи, но совершенно невзрачная. Непохожая на те, что можно встретить в зоомагазинах. Непримечательного серебристо-серого оттенка и без всякого узора.

Постояв там еще несколько минут и поймав еще парочку гуппи, мы продолжили идти по воде, стараясь по возможности не шуметь. Гуппи, как правило, живут только в тихих водоемах, так что нам предстояли длинные участки бурной воды, где отсутствовала наша добыча. Мы проходим еще несколько водоемов с похожей по окрасу рыбой и, наконец, находим водоем, в котором гуппи сверкают оранжевым и голубым цветами, украшены черными пятнами и полосками, что переливаются всеми цветами радуги, с эффектными хвостами с черной окантовкой.

И этот контраст наблюдается в притоках рек по всей северной территории Тринидада: вниз по течению мы встречаем рыб блеклого цвета, а вверх по течению – гуппи броского, кричащего окраса. Подобного рода наблюдения сразу же возбуждают интерес эволюционного биолога: повторяющиеся конвергентные различия указывают на то, что некий фактор способствует дивергенции модели окраса гуппи, но какой? Теперь мы знаем ответ благодаря ряду выдающихся исследований, проводившихся на протяжении более полувека. Эти исследования не только объяснили, что произошло в водоемах Тринидада, но и сделали крошечную гуппи эволюционной знаменитостью[53].

Эта история началась в середине прошлого века стараниями человека эпохи Возрождения, которого теперь все реже встретишь в наш век всеобщей специализации.

Свою первую статью о роли химии в сельском хозяйстве Кэрил Паркер Хаскинс опубликовал, когда ему было восемнадцать лет, после чего последовало несколько статей о муравьях в тот период, когда он был студентом Йельского университета. Оттуда он перешел в Гарвард, где в 1935 году получил докторскую степень за исследование в области генетики плодовых мушек. Дальнейшая карьера вела его в самых разных направлениях.

Он проводил время в лабораториях «Дженерал электрик», изучая влияние радиации на споры плесени. А еще написал ставшую известной книгу[54] «О муравьях и людях», где он сравнивает муравьиные и человеческие сообщества[32]. Хаскинс был совладельцем одной из первых компаний, выпускавших цветные фотографии, и помогал разрабатывать ортопедические приспособления для потерявших зрение во Второй мировой войне солдат. Другими направлениями его работы были микробиология, питание и генетика.

Все это хорошо, но при чем здесь гуппи? В начале XX века датский ученый Эйвинн Винге определил, что гуппи – хороший организм для генетических исследований, особенно для изучения наследования признаков, которые характерны только для одного пола[33]. Хаскинс учел все эти выводы и в 1932 году начал собственные проекты по разведению пород гуппи, чтобы понять механизм наследования того или иного окраса, возникающего преимущественно у самцов.