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

Как только все ящерицы были измерены, мы провели очередную «облаву» на масковых игуан на Абако и внедрили счастливых победителей в их новые роскошные дома на других островах. И снова хищники отправились на шесть из двенадцати островов, а шесть других служили контрольными. Затем мы улетели обратно домой, предоставив ящерицам возможность самим решать свою судьбу.

Шесть месяцев спустя, на выходные, выдавшиеся по случаю Дня благодарения, мы вернулись, чтобы изучить ситуацию на месте. Нашей целью было поймать всех до одного анолисов на каждом острове, чтобы выяснить, кто из них выжил, а кто нет. Проделать это непросто. Поймать первые восемьдесят – девяносто процентов анолисов не трудно, а вот чтобы добраться до самых последних, требуется особая ловкость, так как всегда какая-нибудь парочка ящериц будет ускользать от тебя, то высовывая головы, то снова ныряя в листву и оставаясь там невидимыми и неслышимыми.

Выловив ящериц, мы переворачивали их на спину, чтобы проверить лапы.

Цвета обычно легко распознавались, но на всякий случай мы захватили с собой фонарик, так как под лучами ультрафиолета нити начинают сиять. Закончив осмотр – он занимал не больше минуты, – мы ставили на спине ящерицы крошечную отметку, чтобы знать, что она уже была поймана, после чего выпускали ее в том месте, где выловили.

Наша гипотеза заключалась в том, что естественный отбор воздействует на длину лап. Чтобы проверить эту идею, мы подсчитали так называемый «уклон отбора», который в данном случае представлял собой, по сути, разницу в длине лап выживших и погибших ящериц. Большая положительная величина указывала бы на то, что длинноногие ящерицы выживают лучше, а большая отрицательная величина показывала бы обратное.

На контрольных островах, где отсутствовали масковые игуаны, уклон отбора в основном стремился к нулю: длина конечности не влияла на выживаемость. Но на тех островах, где жили масковые игуаны, история была иная. Все величины были большими и положительными. В присутствии игуан длинноногие ящерицы выживали лучше. Наличие хищников меняло ход естественного отбора в точности так, как мы и предсказывали.

Мы вылавливали ящериц – это происходило в ноябре – и одновременно записывали, где их обнаружили. Так же, как и в предыдущем эксперименте, анолисы перебирались в кусты, чтобы спрятаться от масковых игуан: на контрольных островах ящерицы находились на земле треть всего времени, и лишь в десяти процентах случаев это происходило на островах с игуанами. Более того, на островах, где находились масковые игуаны, анолисы забирались на более высокие насесты и выбирали более узкие ветки. Наблюдая подобное изменение использования среды обитания, мы ожидали, что естественный отбор в конечном итоге изменит свое направление. После того, как ящерицы окажутся вне досягаемости игуан, длинные лапы перестанут быть преимуществом. И мы знали, каким образом анолисы адаптируются к использованию узких поверхностей: для лучшей маневренности у них сформируются более короткие лапы. А потому можно было предположить, что естественный отбор в итоге начнет поощрять появление ящериц с короткими лапами на тех островах, где обитали игуаны.

Для очередной «переписи» мы вернулись на острова на следующий год в мае. И снова выловили всех выживших обитателей. Мы отметили, что различия в образе жизни стали еще более заметными, так как ящерицы на островах с хищниками стали проводить еще меньше времени на земле и использовать еще более узкие насесты. Мы опять подсчитали уклон отбора. Но в этот раз учитывали только тех ящериц, которые оставались с ноября, и сравнивали тех, которые дожили до мая, с теми, которые погибли в предыдущие полгода.

И в очередной раз уклон отбора на контрольных островах приближался к нулю: естественный отбор продолжал игнорировать длину конечностей на этих островах. А на островах с хищниками история изменилась. Естественный отбор продолжал действовать, но на этот раз в противоположном направлении. Ящерицы с короткими лапами теперь выживали лучше: естественный отбор полностью поменял свой ход. Мы ожидали, что это случится, но не так быстро.

Данные результаты фиксировали ход естественного отбора в рамках только одного поколения, а не эволюционное изменение, затрагивающее несколько. На самом деле два эпизода естественного отбора, произошедшие на островах с игуанами, явно противоречили друг другу, так что общие показатели естественного отбора сводились к нулю. Но мы не ожидали, что естественный отбор продолжит и дальше колебаться от положительных величин к отрицательным. Теперь, когда анолисы переместились на кусты, они не собирались спускаться вниз. И масковые игуаны это понимали. Мы спрогнозировали, что естественный отбор будет непрерывно поощрять развитие более коротких лап. Нам было интересно узнать, будут ли коричневые анолисы эволюционировать, став в итоге похожими на виды-специалисты с Больших Антильских островов.

На этот раз не один ураган прервал наш эксперимент. Их было целых два! Ураганы «Фрэнсис» и «Жанна» нанесли свои мощные удары с разницей в три недели в сентябре 2004 года и остановили наш эксперимент прежде, чем там смог начаться процесс эволюции.

Так же как и в случае с прошлыми экспериментами, популяции масковых игуан были уничтожены, но большинство сообществ анолисов выжило, хоть и в значительно уменьшенных количествах.

Растительность на островах была погублена. Нам пришлось ждать четыре года, но в 2008 году мы начали эксперимент заново. Пока я пишу эти строки, эксперимент продолжается – постучу по дереву, чтобы не сглазить, – хоть это было и нелегко из-за еще нескольких случившихся ураганов. Надеемся, что скоро получим результаты.

Однако, как и прежде, был здесь и положительный момент. В ожидании, пока жизнь на островах восстановится, мы решили начать новый эксперимент на некоторых еще более мелких островах размером с просторную гостиную, которые были полностью вычищены от ящериц прошедшими там ураганами[38]. Данный эксперимент принял несколько иную форму. Мы собирали ящериц с большого, поросшего густым лесом соседнего острова и внедряли их на семь островов с заметно скудной растительностью. Иными словами, популяции, обитавшие на стволах деревьев и широких ветках, переместились на узкие стебли и веточки. По нашему прогнозу, у них должны были сформироваться более короткие лапы.

Так и произошло. На протяжении четырех лет длина конечностей стабильно уменьшалась на всех семи островах. Ящерицы эволюционировали в точности так, как мы предсказывали, и степень изменений была значительно выше, чем получалось при проведении лабораторного эксперимента по определению пластичности. Данное исследование шло особенно хорошо, став в итоге тщательно описанным примером стремительных эволюционных изменений. Популяции пережили даже ураган «Айрин» в 2011 году. Но, как ни печально, случившийся на следующий год ураган «Сэнди» имел иные последствия, стерев с карты пять популяций ящериц. Мы продолжаем отслеживать еще две выжившие. Но когда все семь островов развивались в связке, результаты были гораздо более убедительными.