Странности эволюции 2

Ахатинелла: улитка в упоении цветом

Джон Томас Гулик (1832–1923) был набожным человеком и отнюдь не испытывал восторга по поводу теории эволюции Чарльза Дарвина, которую в то время активно обсуждали. Поэтому, проводя исследовательские работы в лесах на Гавайях, он был абсолютно убежден в том, что представшее пред ним многообразие видов было вовсе не результатом отбора и приспособления, а творением великого Создателя. Гулик был достаточно хорошим зоологом и ученым, чтобы проводить свои исследования тщательно и кропотливо. Его очаровали разноцветные древесные улитки рода ахатинелла (Achatinella). Их разнообразие его просто потрясло: он обнаружил свыше двухсот двадцати видов ахатинелл! Их домики имели разнообразную форму: коническую, круглую или овальную, а вариантов окраски было просто бесчисленное множество. Гулик нашел всевозможные оттенки от красного и оранжевого, переходящего в желтый и коричневый, до зеленого и синего.

Такое многообразие поразительно уже само по себе. Но Гулик обнаружил кое-что еще более удивительное: большая часть улиток обитала на гавайском острове Оаху, для которого характерны уникальный климат и соответствующая флора. Это противоречило теории Дарвина, поскольку он исходил из того, что разные виды развиваются в процессе приспособления, когда одно семейство образует различные виды в том случае, если его члены сталкиваются с различными условиями окружающей среды. Например, ледниковый период стал причиной возникновения мамонтов с их густым мехом, в то время как их родственник, африканский слон, выбрал другой путь и стал гладкокожим животным с огромными ушами, спасающими от жары. Улитки ахатинелла с острова Оаху, напротив, образовал различные виды в не всякой зависимости от условий окружающей среды. Гулик назвал их «неадаптивными». Причину появления такого многообразия он видел в принципе «случайности» — присутствие в нашей жизни божественного чуда объясняет больше, чем выводы того, кто многообразие видов рассматривал лишь как реакцию на разные условия окружающей среды.

С того времени, когда жил Гулик, прошло почти сто лет. Спор, что движет эволюцией — случайность или необходимость к приспособлению, продолжается до сих пор. А как же древесные улитки с острова Оаху? Количество их видов со времен Гулика значительно сократилось, и, к сожалению, больше не встречаются такие необычные узоры, как у ахатинеллы лиловой. Ее теперь можно увидеть только в музее Бишопа в городе Гонолулу.

Причиной вымирания, скорее всего, стал человек, сровнявший некогда обширные леса с землей. Многие зоологи-любители решили пойти по стопам Гулика и, тщательно изучив острова южной части Тихого океана, нашли еще одно объяснение. К несчастью, у тихоокеанских древесных улиток не только разноцветные домики, но и исключительно медленная система размножения. Каждая самочка приносит в одном приплоде только одного жизнеспособного детеныша.

В довершение всего у древесной улитки немало врагов. Кроме любителей-коллекционеров, ей приходится еще спасаться от хищной розовой улитки Euglandina rosea. Ее изначально привезли на Гавайи, чтобы истребить огромных сухопутных улиток. Но хищная розовая улитка напала на разноцветных ахатинелл. Они ведь меньше и, наверное, вкуснее. Окончательное исчезновение ахатинеллы — теперь лишь вопрос времени. К сожалению, скоро мы сможем полюбоваться разноцветным многообразием древесных улиток, доказательством бесславного поражения эволюции, только в музее города Гонолулу.

Ай да удалец: когда олуша делает честь своему имени

Чего можно еще ожидать от птицы, которая называется олуша? Такое название появилось в XVI веке от слова «олух», обозначающего неотесанного чурбана с отсутствием хороших манер. Соответственно птица олуша явно не отличается изысканностью манер.

Вместе с другими веслоногими, такими как пеликан или баклан, олуша является мастером фекального строительства. Одна птица производит свыше пятнадцати килограммов фекалий — и это только за год! А их миллионы резвится на островах неподалеку от побережья Африки и Южной Америки. Так из одного плоского песчаного острова возник огромный массив. Горное страшилище из птичьего помета! Не очень приятное зрелище. Но у экскрементов веслоногих есть свой плюс. Их можно переработать во взрывчатое вещество и сельскохозяйственное удобрение. Существует специальный термин для птичьего помета — «гуано». Перуанский остров Дон Мартин в 1847 году был выбран олушами и бакланами в качестве места для гнездования — через сто лет здесь накопилось почти 240 тысяч тонн гуано. Перу и Чили стали благодаря такому «сокровищу» богатыми, правда, не надолго, потому что в конце концов химическая индустрия нашла более дешевые альтернативы.

На Галапагосских островах олуша соседствует с дарвиновыми вьюрками — птицами, так очаровавшими когда-то отца теории эволюции. Они являются показательным примером того, как возникали новые виды, потому что процесс их приспособления к условиям окружающей среды можно проследить по форме клюва. Раньше они питались мелкими зернышками, но с тех пор как в начале восьмидесятых теплое течение Эль Ниньо «оттеснило» течение Гумбольдта и острова накрыта засуха, вьюркам пришлось приспособиться к новым условиям. По принципу естественного отбора, могли выжить только птицы с самыми большими клювами, потому что такой инструмент был способен раскалывать большие семена. Но появилась и противоположность. У некоторых видов вьюрков развился, наоборот, очень маленьких клюв. Причина в том, что Эль Ниньо принесл не только засуху. С ним пришло обилие рыбы, а с рыбой прилетели олуши, которые занимались своим обычным делом: испражнялись, а в перерывах строили гнезда и клали яйца. Интересно, что яйцо, случайно откатившееся на пару сантиметров от своего места, олуши больше не возвращали в гнездо. Его просто игнорировали. Дарвиновы вьюрки это заметили и стали такое положение вещей использовать в своих целях. Они даже приспособились выкатывать яйца из гнезда, потому что поняли, что никакая опасность им в этом случае не грозит. Затем они сбрасывали яйца с камней вниз и устраивали себе, любимым и ловким, пир, поедая замечательную яичницу, которой можно насладиться и не имея большого клюва.

Умные вьюрки и на самом деле бестолковые олуши. Их странное отношение к выпавшим из гнезда яйцам совершенно очевидно приведет к сокращению поголовья. К тому же птенцы олуши склонны к жестокому убийству своих братьев или сестер. В основном у пары рождаются по два птенца, но в 90 % случаев молодняк погибает еще до того, как научится летать.

Землеройка: кроха в постоянном поиске еды

Представьте себе, что вы днями напролет едите, не прибавляя при этом в весе, потому что ночью все набранные вами калории сгорают. Это ли не рай? Да, только если вы в любой момент можете перестать чревоугодничать. А у землеройки такового выбора нет. Она должна есть. Беспрерывно. Если она не будет этого делать, она просто умрет. Это похоже на рай? Вряд ли.

Землеройка — родственница крота, но не мыши — относится к карликовым млекопитающим. Вес самого маленького вида, этрусской землеройки, всего два грамма, ее голые детеныши весят при рождении три десятых грамма. Несмотря на это, анатомически они имеют приблизительно одинаковое строение со слоном или синим китом. Предполагают, что в эволюции землеройка была одним из животных, от которых пошли первые млекопитающие. Она появилась около двухсот миллионов лет назад, так сказать, в качестве альтернативы безразмерным гигантам динозаврам.

Тот факт, что млекопитающие произошли от крошечных животных, вначале не вызывал сомнений. Тот, кто меньше, может легко спрятаться. И не только от плохой погоды, но и от своих врагов. Не стоит даже говорить, что такого большого охотника, как хищный ящер, едва ли насытят два грамма плоти, поэтому он просто оставил землеройку в покое. Еще одно преимущество небольшого размера: хорошая подвижность. Это очень помогает в борьбе с охотниками, желающими ею поживиться. Землеройка, правда, разработала свою собственную стратегию обороны: в случае опасности она выделяет неприятный мускусный запах. Но совам, например, это совершенно не мешает: они поедают «пахучих» малюток с не меньшим удовольствием, чем человек свою копченую колбасу. Кошки, конечно, предпочитают консервированный корм, но иногда тоже охотятся на землероек. Во-первых, из удовольствия, а во-вторых, чтобы поддержать свою спортивную форму. Это объясняет, почему зверек в борьбе за выживание не очень старается следовать принципу «лучшая защита — отвратительный запах». Если ты и будешь издавать зловоние, совсем не обязательно, что это отпугнет врага. Аппенцельский сыр, например, едят, несмотря на его очень специфический запах.

Еще один плюс крошечного размера состоит в том, что можно занять все возможные ниши, углубления, норки и без всяких проблем делить их с другими видами животного мира.

Например, для свиньи пень может стать лишь убежищем. А землеройка там не только поселится, но и сможет соседствовать с какими-нибудь безопасными для себя животными.

Несомненно, маленький размер дает в борьбе за выживание свои преимущества. Но для млекопитающих, вынужденных постоянно поддерживать температуру тела на уровне тридцати восьми градусов, такое положение вещей приводит к серьезным проблемам. По сравнению с количеством вырабатываемого тепла у маленьких зверьков относительно большая поверхность шкурки. Это означает, что они очень быстро могут замерзнуть. Неслучайно землеройки в наших зоопарках живут в отапливаемых помещениях, в то время как слоны холодные осенние ночи проводят еще под открытым небом. К тому же карликовые животные имеют лишь тонкий изолирующий слой. Если бы на ребрах у них было больше сала, они были бы уже не такими подвижными. Толстый мех тоже ограничивал бы движение, и тогда эти зверьки стали бы доступными лакомыми кусочками для хищных птиц и других охотников.

Эволюция должны была придумать для землероек другие меры поддержания температуры тела. Обмен веществ крохотных животных проходит очень интенсивно. Частота сердцебиения, когда они двигаются, доходит до тысячи двухсот ударов в минуту, что в три раза больше, чем у чистокровной скаковой лошади. Взрослый слон съедает в день до трехсот килограммов растительной пищи, и это лишь около 4 % его массы тела. Ежедневный объем пищи землеройки, напротив, составляет 130 % массы ее тела, и при этом ее рацион состоит преимущественно из мяса, потому что мясо дает больше калорий, чем стебли травы или листья.

Землеройки-самочки вынуждены есть в два раза больше, чтобы прокормить своих малышей. Их рождается до десяти штук, и они такие же прожорливые, как их родители! Таким образом, жизнь самочки состоит лишь из охоты, еды и кормления. И при этом ей нельзя привередничать. Кроме мокриц, пауков, сороконожек, насекомых и улиток в меню у землеройки еще и падаль. В голодные времена встречаются даже случаи каннибализма. Так ли выглядит рай?

Если бы у мамы-землеройки нашлось время понаблюдать за другими животными и попасть в царство таких сонь и лежебок, как, например, кошки, собаки или черепахи, она бы уже, наверное, позеленела от зависти. Ведь как говорят: у землеройки нет выбора. Она доказательство тому, что эволюция совсем не планировала, чтобы ее создания получали от жизни удовольствие.

Клоны вместо секса: не хочу больших панд

Большая панда, пожалуй, — самое известное и любимое всеми животное. Причина, конечно, в ее симпатичной внешности, ведь даже будучи взрослым зверем, панда выглядит очень мило — круглые щеки, курносый нос.

Лишь немногие знают о том, что панда обязана своей круглой мордашкой однообразному питанию. Среди медведей она — самый убежденный вегетарианец. Она живет, питаясь исключительно бамбуком. Или, как заметил марбургский биолог профессор Генрих-Отто фон Гаген, «бамбук утром, бамбук в обед, бамбук вечером. Девяносто девять процентов бамбука». Проблема заключается в том, что бамбук твердый, поэтому его необходимо долго и тщательно пережевывать. Кроме этого, бамбук беден питательными веществами, а пищеварительный тракт медведя недостаточно хорошо приспособлен для его переваривания. Поэтому панда должна целый день есть, чтобы возместить расход энергии. Ей необходимо перерабатывать от десяти до двадцати килограммов в день! Ясно, что это сильно влияет на развитие мышц: круглая форма морды — следствие бамбукового стиля жизни, требующего незаурядно сильной жевательной мускулатуры.

Живое воплощение плюшевого мишки, панда, казалось бы, живет счастливо. Но специфическое меню создает медведю ряд проблем. Например, он не мог бы ухватиться за бамбуковые стебли, имея обычные медвежьи лапы. Ему было необходимо в процессе эволюции приобрести специальный хватательный орган. Какое-то подобие лапы обезьяны могло бы спасти положение, но у природы, по-видимому, были другие планы. Поэтому у панды появился еще один палец. Он расположен рядом с большим, при этом смотрит немного в сторону. Про него можно так и сказать, что он как бы «в стороне», сам по себе. Панда не может им двигать так, как другими пальцами. Она вообще им двигать почти не может, поскольку палец лишь помогает обхватить бамбуковый стебель. Другими словами: шестипалость эволюция изобрела не для того, чтобы положить панде в колыбель приспособление для усовершенствования мелкой моторики, это только помогает хватать бамбук и отправлять его в желудок.

Так много сложностей, чтобы получить любимое кушанье! Полагаться только на бамбук так ненадежно. Но лучше процитируем еще раз Генриха-Отто фон Гагена: «Бамбук — пища для большой панды — капризное растение. В неравные промежутки времени (от десяти до ста двадцати лет) весь бамбуковый лес заповедника разом зацветает, семенится и засыхает. Пища панды вдруг исчезает, и новые побеги в достаточном количестве появятся лишь через десять — пятнадцать лет».

При таком стечении обстоятельств «круглой мордочке» грозит опасность. Если бы люди постоянно не подкармливали панду, она уже давно бы вымерла.

Поэтому некоторые ученые называют ее «декадентским животным», чье время скоро закончится. Другими словами: панду нужно не подкармливать, «искусственно» поддерживая ее жизнь, а отпустить оставшихся тысячу шестьсот медведей на волю, и пусть будет так, как должно быть. В этом высший смысл эволюции по теории выживания Дарвина: выживают только приспособленные и сильные, в то время как другие виды животных осуждены на вымирание. Генрих-Отто фон Гаген не хочет просто смириться с таким «эволюционным приговором»: «Мы зададим только один вопрос: согласно найденным окаменелостям, панда существует уже три миллиона лет — что они делали раньше, когда засыхал бамбук и возникала угроза голода? Они уходили в низменности, где росли другие восемь пригодных в пищу видов бамбука, а некоторые сорта всегда оставались зелеными, их тоже можно было употреблять в пищу. Но сегодня повсюду живет человек, и оставшийся местный бамбук теперь для панд недосягаем. И именно поэтому они — обреченные пленники на маленьком горном участке, расположенном на границе с Тибетом, а вовсе не из-за своей декадентской особенности питания».

Мы не хотим больше обсуждать вопрос, нужно ли большую панду как неизбежно исчезающий вид предоставить своей судьбе. Мы придерживаемся того, что она в силу своего специфического образа жизни подвергается серьезной опасности, и конечно, чем больше человек будет мешать, тем сильнее усугубится ситуация.

Кроме этого, панда сама ухудшает свое положение еще и тем, что очень ленива в вопросе воспроизведения своего вида. У самцов довольно большие яички с огромным хранилищем спермы, но они используют его крайне редко, а если и соберутся исполнить свои брачные обязанности, то делают это очень быстро. По этой причине китайские защитники животных уже «прописали» медведям средство, рекомендуемое традицирнной китайской медициной для повышения полового влечения, — разновидность «Виагры». Без особого успеха. Некоторые ученые, верящие в прогресс, уже обдумывают попытку спасти панду, создав клонов. Но даже если это и удастся сделать, возникает много спорных вопросов. Действительно ли таким образом мы спасем вид или просто создадим «копию» животного, крайне подверженного заболеваниям и которое в конце концов тоже погибнет?

Мы питаем симпатию к методу «наглядного обучения». Он себя уже оправдал.

Летом 2004 года на станции разведения панд в китайской провинции Сихуан родились близнецы. Совершенно естественным путем, без искусственного оплодотворения и без «Виагры», у панды по имени Нуа Мэй. Перед зачатием зоологи показывали Нуа Мэй много фильмов на тему «Что такое секс», которые демонстрировали, как спаривались другие медведи. Так сказать, порно для панды. Иногда необходимо просто немного помочь природе выйти из сложного положения и не забывать о том, что на самом деле доставляет удовольствие.

Гепард: слишком быстр для жизни

Дети всегда восхищаются рекордсменами животного мира. Они знают, что синий кит весом в сто тонн — самое большое из всех животных, а черепахи могут жить больше ста лет. А если задать вопрос, какой зверь самый быстрый, незамедлительно последует ответ: «Ясное дело, гепард». Гепард может развить скорость в сто, даже сто двадцать километров в час. Беда в том, что скорость гепарда очень трудно замерить, потому что при погоне за дичью он совсем не заботится о своей траектории и бежит не обязательно прямо. Когда в 1937 году в Лондоне одну из пятнистых больших кошек попытались заставить пробежать по трассе, у нее было столько проблем с поворотами, что стрелка спидометра едва достигла отметки в семьдесят километров час. Тем не менее гепард, без сомнения, относится к самым быстрым наземным животным. Он, по оценкам ученых, может преодолеть скоростной барьер в сто километров в час. Но как раз в этом и заключается его проблема.

Гепарды — мастера ускорения, но выносливость их невысока. Эволюция обеспечила их широкими ноздрями для интенсивного дыхания, что просто необходимо, когда нужно перевести дух после бега на короткие дистанции, потому что во время бега мускулы гепарда не снабжаются кислородом. Это происходит и с кошкой, бегущей короткую дистанцию, и с человеком, скажем, мировым рекордсменом в беге на сто метров Асафой Пауэллом. Уже через несколько секунд мускулы становятся «кислыми» — заполняются молочной кислотой. Кроме этого, температура тела гепарда во время бега сильно повышается — до сорока и более градусов. Это опасно, потому что при такой температуре разрушаются важные белковые соединения и появляется угроза коллапса. Вот почему преследование жертвы не может длиться больше двадцати секунд. За это время гепард должен кого-нибудь поймать, хотя это не так легко. Он быстр, но при нападении многие животные, на которых он охотится, имеют преимущества. Антилопа, например, бегает зигзагом не хуже зайца и при этом достигает скорости свыше восьмидесяти километров в час. У гепарда есть реальные шансы поймать антилопу, если это больное или молодое неопытное животное.

После неудачной попытки большая кошка должна несколько минут отдохнуть, прежде чем пытать счастья дальше. Но проблема в том, что потенциальные жертвы, конечно, не станут ее ждать. Кроме того, первая попытка отбирает много энергии, поэтому при второй скорость будет уже не та. И даже если гепарду все-таки удается кого-нибудь поймать, это вовсе не означает, что все горести позади, потому что после удачной погони и умерщвления добычи ему необходимо сначала почесаться — и это при ста шестидесяти вдохах (и выдохах) в минуту! — затем прилечь для восстановления сил. На это может уйти двадцать минут. Бывает, что в это время мимо проходят другие хищники, например львы, и просто отнимают еду у бедного гепарда.

Эти же хищники представляют для него еще одну большую опасность. Развить большую скорость гепарду помогают не только гибкий позвоночник и длинные ноги, но и небольшой вес, который составляет менее шестидесяти килограммов. На просторах африканских саванн легкий вес не пользуется уважением. Поэтому молодые и легковесные гепарды входят в меню львов, леопардов, гиен и даже орлов. Все вместе взятые, они способны сократить потомство спринтера на 60 %, а то и больше. Такие потери едва ли можно возместить.

По сравнению с другими большими кошками у этих специалистов по скорости трудные времена. Их жизнь очень и очень не проста. К тому же за возможность быстро бегать они расплачиваются плохой наследственностью. Анализы крови показывают, что гепарды генетически так же бедны, как лабораторные мыши, чьи поколения появлялись в результате инцухта — близкородственного скрещивания. Признаком генетического многообразия служат ферменты в красных кровяных тельцах, и, как правило, не существует двух животных с генетически одинаковыми ферментами. Но при исследовании гепардов обнаружилось, что они все одинаковые! В целом их генетическое изменение составляет предположительно лишь 3 %, и это даже не одна пятая того, что типично для мира млекопитающих. Из-за драматического обеднения наследственности шансы в борьбе за выживание снижаются. Такие животные больше подвержены заболеваниям и дегенеративным изменениям.

Некоторые зоологи предполагают, что генетическая проблема гепарда связана с тем, что эволюция слишком опрометчиво поступила, сделав скорость «козырем». Или выражаясь другими словами: она очень хотела получить скоростных животных и поэтому не подумала о генетических мелочах. Она больше заботилась о соблюдении древних эталонов наследственности. Как следствие, гепард остался великолепным бегуном на короткие дистанции, но в других областях отстал от требований жизни.

Некоторые исследователи даже отнесли гепардов, как и панд, к исчезающим животным. Его время на нашей земле просто истекает, а предпринимать какие-то меры по защите, искусственно поддерживая его существование, нет возможности. Марбургский биолог профессор Генрих-Отто фон Гаген не может согласиться с таким утверждением. По его мнению, гепарды пережили около десяти тысяч лет назад большой кризис популяции, возможно, из-за эпидемии. После этого животные вынужденно спаривались с близкими родственниками. «Тогда выжило всего семь гепардов, от которых впоследствии произошли все две тысячи экземпляров, существующие в наши дни». Инцухт, в классическом смысле, привел к генетическому однообразию, с которым, как полагает Гаген, животные все-таки справятся. Есть и другая проблема: причиной драматичной гибели детенышей становится все увеличивающееся количество туристов, которые подкупают работников заповедников, и для того, чтобы сфотографировать, подъезжают очень близко к маленьким детенышам гепарда. «Хитрые гиены наблюдают, — объясняет Гаген, — замечают место и нападают на беззащитных маленьких гепардов, пока их мать охотится».

Мы не хотим возлагать на кого-либо ответственность за кризис у гепардов. Факт остается фактом: они — самые быстрые животные в мире, но им все сложнее и сложнее выживать, потому что за свои способности приходится дорого платить. Это в определенном смысле закон природы. Очень узкая дорожка для таких, как гепард. Но это вовсе не означает, что человек не может помочь ему по ней пройти.