Эволюция красоты. Как дарвиновская теория полового отбора объясняет животный мир – и нас самих - Ричард Прам

В 2002 году Ким провела несколько недель, занимаясь полевыми изысканиями в северо-западной части Эквадора, и наконец сумела сделать превосходные скоростные видеозаписи того, как самцы красношапочного королькового манакина поют крыльями. При скорости записи пятьсот или тысяча кадров в минуту стало видно, что при генерации продолжительного звука уоннгг маховые перья совершают быстрые боковые колебания почти в вертикальной плоскости над спиной птицы, причем эти колебания создаются очень мелкими, быстрыми движениями пряжки из стороны в сторону. Маховые перья правого и левого крыльев синхронно качаются то внутрь, то наружу. На пике амплитуды движения внутрь вздутые маховые перья правого и левого крыльев сталкиваются точно в центре над спиной самца и отскакивают друг от друга, двигаясь наружу. Эти колебания перьев происходят с огромной скоростью – около ста циклов в секунду (то есть ста герц) на протяжении одной трети секунды. Мелкие пульсирующие движения[127] пряжки, которые их порождают, принадлежат к числу самых быстрых мускульных движений, которые когда-либо удавалось наблюдать у позвоночных животных.

Прекрасные видеозаписи, сделанные Боствик, позволили получить ответы на многие вопросы, но и поставили перед нами новые проблемы.

Графическая модель генерации звука второстепенными маховыми перьями у самца красношапочного королькового манакина.

В то время как второстепенные маховые совершают быстрые колебания по направлению внутрь (вверху) и наружу (внизу) над спиной птицы с частотой около 100 Гц, лопасть на конце пятого второстепенного махового пера трется о выпуклости на раздутом стержне шестого второстепенного махового пера, заставляя его вибрировать с частотой звука (1500 Гц). По данным Bostwick and Prum (2005)

Так, частота колебаний крыльев составляет около сотни циклов в секунду, но частота звука, который при этом генерируется, близка к полутора тысячам герц. Это соответствует высоте тона в диапазоне между фа-диез и соль третьей октавы, или примерно на одну квинту выше высокого до (клавиши фортепиано 70 или 71). Иными словами, частота возникающего при этом звука примерно в пятнадцать раз выше, чем частота колебания маховых перьев. Выходит, что каким-то образом частота движения перьев многократно умножается, порождая звук большей высоты. Но как это достигается?

Боствик догадалась (и потом сумела убедить меня!), что ключевую роль в генерации звука в данном случае играет взаимодействие между перьями. При каждом колебании острая лопасть на изогнутом кончике пятого пера трется вверх-вниз о вздутие на шестом пере. А на поверхности этого вздутия на шестом пере имеется серия крохотных рубчиков – ровно на том месте, которое вступает в контакт с лопастью пятого пера. При этом происходит примерно то же самое, что и в том случае, когда вы проводите смычком по струнам скрипки или пальцем по зубчикам расчески: лопасть пятого пера сообщает шестому перу серию механических импульсов, от которых шестое и седьмое маховые перья громко резонируют с частотой звука, соответствующего диапазону фа-диез/соль третьей октавы.

Тот же самый механизм генерации звука, называемый стридуляцией, действует у сверчков, кузнечиков и цикад, заставляя их стрекотать. Стридуляция и была той самой нелепой гипотезой, которую я выдвинул с самого начала, наблюдая за этими птицами еще за двадцать лет до открытия Боствик, и сразу же отбросил ее как заведомо невозможную. Вот и говорите после этого о научной интуиции.

Подобно тому как высота звучания скрипичной струны зависит от ее длины, массы и натяжения, так и частота звука, производимого любым резонатором, определяется физическими свойствами этого резонатора. В 1985 году я просто не мог представить себе птичье перо – даже такое толстое, как второстепенное маховое перо красношапочного королькового манакина, – в роли эффективного резонатора. Однако Боствик и ее коллеги[128] впоследствии смогли показать то, что только предполагал наш анализ высокоскоростной видеозаписи: пятое, шестое и седьмое второстепенные маховые перья у красношапочного королькового манакина демонстрируют выдающиеся резонансные свойства при 500 Гц, в то время как нормальные перья манакинов не обладают этим свойством. Более того, сопряженные колебания второстепенных маховых перьев дополнительно усиливают громкость звука. Именно акустическое взаимодействие нескольких перьев, крепящихся к локтевой кости самца, придает звуку четкую гармоническую структуру и мелодичное, звонкое, почти скрипичное звучание. Таким образом, проведенный Боствик анализ доказал, что красота птиц может носить инновационный характер и одновременно иметь почти немыслимый уровень сложности.

Эстетические инновации красношапочного королькового манакина создают огромную проблему для концепции адаптивного полового отбора. Можно предположить, что пение крыльями у этого вида манакинов каким-то образом коррелирует с изменчивостью качества самцов; но ведь и вокальное пение птиц тоже, предположительно, отражает это качество. И если вокализация уже служит мощным индикатором[129] качества, то зачем какому-либо виду отказываться от весьма совершенного, честного индикатора ради абсолютно нового, непроверенного в эволюционном плане метода генерации звука? Объяснения с точки зрения адаптивного полового отбора часто слегка напоминают знаменитые сказки Редьярда Киплинга, в которых рассказывается, как разные животные приобрели свои особенные признаки, такие как шея жирафа, хобот слона или пятна леопарда, в результате тех или иных нелепых событий и недоразумений. Однако в случае красношапочного королькового манакина любая подобная «сказка» о приобретении птицами вокализации или пения крыльями неизбежно вызовет интеллектуальный конфликт: она никак не может быть полностью достоверной.