Журнал «Компьютерра» № 9 от 7 марта 2006 года

Наука: Расскажи мне, кто твой враг…

Автор: Дмитрий Шабанов

Вначале — несколько фактов из теории экологии. Чем сильнее перекрываются экологические ниши (спектр потребностей, роль в сообществах) двух видов, тем острее эти виды конкурируют, то есть снижают численность друг друга. Самой сильной зачастую бывает вражда между двумя близкими видами, поэтому они оказываются географически разобщенными. Согласно правилу конкурентного исключения, которое сформулировал российский ученый Г. Ф. Гаузе, длительное сосуществование двух конкурентов с одинаковыми экологическими нишами оказывается неустойчивым. Рано или поздно конкуренция должна привести или к вымиранию одного из видов, или к разделению ниш (то есть приобретению видами отличий друг от друга)...

Применимость правила Гаузе в биологии — предмет многих исследований. Чаще всего оно подтверждается, иногда — не вполне. Так, если виды-конкуренты находятся под прессом хищника или неблагоприятных обстоятельств, конкурентное вытеснение может быть заморожено. Представьте, что вы рассматриваете под микроскопом пробу воды из реки или озера. Возможно, там найдется несколько десятков видов одноклеточных водорослей. Ниши этих видов почти полностью пересекаются, но их численность зависит не от поведения конкурентов, а от влияния хищников (например, мелких рачков-фильтраторов). Но стоит водорослям вырваться из-под гнета хищников (это происходит, в частности, во время цветения воды), часть видов-конкурентов оказывается подавленной. В цветущей воде доминируют два-три наиболее конкурентоспособных вида, отличающиеся спецификой своих ниш.

Еще один пример. Если сделать заповедным какой-то участок степи или луга и прекратить на нем выпас скота, через какое-то время количество видов трав на этом участке уменьшится: сильные конкуренты «додавят» слабых.

Если мы хотим разобраться в особенностях какого-то вида, нам следует выяснить, как и с кем он конкурирует. А применимы ли изложенные закономерности к самому интересному для нас виду — человеческому? С кем конкурирует Homo sapiens Linneus, 1758?

Тысяч пятьдесят лет назад нашими конкурентами были близкие виды — H. erectus (прямоходящий человек), H. neandertalensis (неандерталец), H. floresiensis (человек острова Флорес). Пока численность людей зависела в основном от сочетания благоприятных и неблагоприятных факторов среды, в разных частях ойкумены возникали разные родственные друг другу виды. Когда благодаря гибкому поведению нам и нашим конкурентам удалось выйти за пределы жесткой обусловленности обстоятельствами, с расширением ареалов разных форм людей должно было заработать правило конкурентного исключения. Победить должен был один вид.

Мы знаем, что представители вида-победителя были относительно слабее физически (не считая карликового H. floresiensis), но зато плодовитее, агрессивнее и гибче. Вероятно, шансы сохраниться под нашим владычеством имели лишь карлики с острова Флорес («КТ» уже писала об этих людях, находка останков которых была признана крупнейшей сенсацией 2004 года), поскольку экологическая ниша этого вида существенно отличалась от нашей. Увы, его места обитания оказались разрушены извержением вулкана.

Как долго разные виды людей находились в тесном контакте? Ответить на этот вопрос позволил недавно усовершенствованный палеонтологами из Кембриджа радиоуглеродный метод датировок. Его суть заключается в следующем. Под действием ионизирующего излучения на атмосферу обычный углерод (12С, 13С) в составе углекислого газа переходит в радиоактивный (14C). В ходе фотосинтеза радиоактивный углерод потребляется растениями, а затем передается по пищевым цепям. С течением времени он распадается (период полураспада — примерно пять с половиной тысяч лет). Чем меньше доля радиоактивного углерода в остатках организма, тем больше их возраст. Выбирая для изучения только крупные органические молекулы, явно принадлежащие ископаемым организмам, а не привнесенные со стороны, исследователи снизили ошибку в датировках. С помощью уточненных данных удалось реконструировать динамику изгнания из Европы неандертальцев представителями нашего вида.

Выяснилось, что период близкого сосуществования двух видов занимал лишь около пяти тысяч лет, а для одного региона вряд ли превышал тысячу лет (пятьдесят поколений). Помните давнюю мудрость: в борьбе с врагом волей-неволей перенимаешь его черты? Насколько можно судить по древним остаткам, конкуренты успели чему-то научиться друг у друга. «КТ» уже упоминала, что обычай приносить на могилы родственников венки из хвойных ветвей с цветами, по-видимому, был свойствен обоим нашим видам.

А что же сейчас? Неужели мы остались без конкурентов? Судя по стремительному росту численности населения, можно подумать именно так. Но теперь конкурентами человека стало множество сильно отличающихся от нас видов, которые мы называем «вредителями» (звучит не слишком великодушно). Первый среди них — серая крыса, Rattus norvegicus, давний сожитель и враг человека. Давний, но не извечный: расселение серой крысы по всему миру из Индии (а вовсе не Норвегии, как можно подумать исходя из названия) проходило уже в новое историческое время. Хотя образ жизни (экологические ниши) человека и крысы существенно отличается, ресурсы, которые потребляет человек, может использовать и крыса.

Конечно, можно утешить себя тем, что человек гораздо умнее крысы. Но не все так однозначно. Крысиный ум не приспособлен для человеческой жизни, как и наш с вами — для образа жизни крыс. Нам трудно понять, что творится в черепной коробке у ближнего, а чтобы заглянуть в психику крыс, приходятся ставить нетривиальные эксперименты.

Сотрудники Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе опубликовали в журнале Science результаты исследования, позволяющие предположить, что крысы способны различать причину и следствие. Подопытных зверьков приучили к тому, что вспышки света могут сопровождаться звуком (нейтральный раздражитель), а иногда — сладким питьем. Следовало ожидать, что животные установят ассоциацию между этими тремя раздражителями и начнут реагировать и на свет, и на звук, как на предвестники угощения. Крыс, которые привыкли к такому сочетанию, разделили на две группы. Первые могли нажимать на рычаг, вызывая звук. Они понимали, что звук является результатом их усилий, и не проверяли поилку. Вторая группа, которая не могла влиять на события, услышав характерный сигнал, кидалась проверять, нет ли вознаграждения. Они-то не знали, кто включал звук: экспериментатор или соседи!

Напоследок зададимся двумя вопросами. Крысы всегда были такими умными или поумнели от общения и борьбы с нами? И еще: а как скажется борьба с крысами на нас самих?