Текст книги "Странности эволюции. Увлекательная биология"

Автор книги: Йорг Циттлау

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 10 страниц)

Как задать змеям жару

Отношение человека к змее всегда было весьма противоречивым. В античной Греции их считали бессмертными, так как они постоянно меняли кожу. Вследствие этого змея стала символом медицины: картинка с жезлом Эскулапа, вокруг которого обвилась змея, известна по сей день. В Древнем Китае она была символом коварства. Эту же оценку поддержала Библия: Еву, как известно, соблазнил змей, подговорив ее вопреки запрету сорвать яблоко с древа познания. Исламскому пророку Мухаммеду, когда его хотела укусить змея, жизнь спасла кошка.

У прибалтов змей подкармливали, так как их считали посланниками Богини земли. Схожее мнение можно найти также в индийской мифологии. Германцы полагали, что земля обвита морской змеей, с которой Тор бился в самых страшных сражениях. В конце он смог убить ее, но ядовитое дыхание монстра уничтожило и самого Тора.

В противоречивом отношении человека к змее сегодня мало что изменилось. Удав Каа в мультфильме Уолта Диснея «Книга джунглей» более или менее отражает образ тех, кого мы считаем безногими рептилиями: коварные и опасные. С другой стороны, у них есть и исключительные способности: Каа умеет гипнотизировать, он же приходит к соглашению с тигром Шерханом, заклятым врагом Маугли, что свидетельствует о его беспристрастности. В целом существует три чувства, которые вызывает змея у большинства людей: страх, уважение и очарование.

Змея с самых разных точек зрения отличается от остальных позвоночных животных, и, несмотря на это, она кажется совершенной. Так, она отказалась от всего, что обычно нужно для передвижения – от крыльев, плавников, рук и ног. Тем не менее двигается она не как спокойный вегетарианец, а как охотник, который хватает свою добычу исключительно ловко, быстро и уверенно. Зубы у змей служат не для пережевывания пищи, а только для умерщвления и удерживания добычи, которая потом проглатывается целиком. Для улавливания запахов они усердно шевелят языком. Кроме того, у многих змей имеются инфракрасные органы чувств, с помощью которых они могут воспринимать едва заметные колебания температур – до 0,03 °C. Созданию с ощутимыми недостатками, каковым является человек, такие способности могут представляться сверхъестественными.

Несмотря на все вышесказанное, змеи несовершенны. Так как они не могут проглотить целиком большую по размеру добычу, то вынуждены откладывать в сторону челюстные кости и кости черепа своей жертвы (рекорд держит скалистый питон, который проглотил антилопу весом 59 килограммов). Пиршество продолжается иногда несколько часов или даже дней, в течение которых змея абсолютно беззащитна перед врагами. И даже если она уже проглотила добычу, то по-прежнему беззащитна, потому что от обильной пищи раздулась до бесформенного состояния и теперь не может ни убежать, ни сражаться. В таком состоянии она является лакомым кусочком для других хищников, например таких, как гиены, которые настолько умны, что будут наблюдать за змеями и поджидать, пока те не закончат свою трапезу. Вот тогда гиены и нападут – вместе с сытой змеей они получат двойной обед!

Переработка непережеванной добычи стоит змее очень больших затрат энергии. Сила требуется не только для проглатывания, но и для изменения размеров печени и кишок, которые могут увеличиваться более чем в три раза. При этом значительно возрастает потребление кислорода. По этой причине у змеи после трапезы увеличивается и сердечная мышца.

К примеру, у тигрового питона, который иногда целиком поглощает свиней и собак, сердце в течение 48 часов может увеличиваться на 40 %. Это блестящее с точки зрения физиологии достижение, имеет, однако, весьма печальные последствия. Для увеличения сердца нужно место, которого нет из-за большого количества поглощенной пищи. Поэтому увеличенная мышца должна отвоевать себе место в организме; она должна вырабатывать не только большое количество крови, но и бороться с давлением на нее других внутренних органов. Питон после такой обильной трапезы получает риск кардиологического заболевания. Многие удавы умирают от внезапной остановки сердца.

Легенда о хитрых змеях требует небольшой корректировки. Верно то, что они всегда были отличными мастерами маскировки. Многие из них настолько точно соответствуют цвету окружающей среды, что заметить их можно с большим трудом. Остроголовая бронзовая змея свешивается с дерева вниз и выглядит при этом как вьющееся растение. Другие виды доверяют своей способности двигаться беззвучно, которая свойственна животным без ног. Однако змеи на нашей планете живут приблизительно 100 миллионов лет, и за это время у их жертв и противников была хорошая возможность узнать привычки этих рептилий и их сноровку.

Особенно успешный обманщик – это калифорнийский суслик. То, что он ничего не боится, известно уже давно. Самый простой вариант действий – быстро удрать, когда змея приближается к нему, – даже не рассматривается этими жителями подземелья. Поскольку они обнаруживают гремучую змею уже в непосредственной близости от себя, то начинают так шевелить хвостом, что на разбойника летит град из земли и камней. Это особенно пугает молодых змей. Исследователь из Университета Калифорнии Аарон Рундус установил, что оборонительные меры с участием хвоста имеют еще и другой смысл: «Такие движения хвостом нужны прежде всего для того, чтобы произвести впечатление на органы чувств змеи». Ведь гремучие змеи выслеживают свою добычу с помощью своих инфракрасных органов чувств, датчика тепла, который дает им возможность охотиться даже в темноте. Хвост суслика во время таких движений разогревается настолько сильно, что для чувствительной к высокой температуре рептилии этот земляной житель внезапно кажется гораздо более крупным и угрожающим, чем на самом деле. Это слишком рискованно даже для очень опытных гремучих змей – и они уползают прочь.

Чтобы подкрепить свое утверждение о повышении температуры тела, Рундус устроил своим подопытным сусликам и сосновой змее, которая, в отличие от гремучей, не имеет тепловых рецепторов, очную ставку. Земляные зверьки не стали бить своим хвостом, а вместо этого издавали резкие звуки, чтобы предостеречь собратьев. Оказывается, они очень хорошо могут определять, от какого вида змей могут так защищаться. Прямо-таки гениальный ход сусликов! А для гремучих змей их поведение – настоящая проблема, поскольку эволюция не предложила им никакой иной стратегии. И, пожалуй, однажды им придется отказаться от этих земляных зверьков в своем рационе.

Птицы овладели воздушным пространством благодаря коварству

Прошло приблизительно 250 миллионов лет с тех пор, как маленькие динозавры превратились в птиц, чтобы захватить воздушное пространство. Это было умное решение: ящеры, как известно, вымерли, а вот птицы живут до сих пор. Нет ни одного континента, который бы не стал домом примерно для 10 тысяч известных видов птиц. В то время как другие представители фауны большей частью остаются для нас невидимыми, нам достаточно пройти всего несколько шагов до двери или окна, чтобы сразу сказать: птицы есть всегда и везде!

К захвату воздушного пространства они подошли невероятно творчески и с фантазией. Существуют элегантные планеры альбатросы, быстрые, как стрела, охотники ястребы-перепелятники, способные преодолевать без перерыва длинные дистанции веретенники и наконец, колибри, совершающие до 90 взмахов крыльев в секунду, умеющие не только зависать в воздухе, но и летать задом наперед.

Но некоторые птицы в процессе эволюции отказались от умения летать, так как для них более заманчивым стало кое-что иное. Но птицы, которые отказались от умения летать, заплатили за это высокую цену. Так, пингвины предпочли воду, не подумав, однако, о том, что для выведения потомства им необходимо будет возвращаться на сушу, а для птицы, похожей на подводную лодку, с обрубками вместо ног, это будет сложно и даже опасно для жизни. Другие птицы выросли до слишком больших размеров и пожелали ходить пешком, как, например, страус. Но, возможно, он уже пожалел о том, что не умеет летать. По отношению к объему тела африканская бегающая птица имеет меньшую поверхность, излучающую тепло, чем другие птицы. С одной стороны, это очень экономит энергию, с другой – приводит к тому, что ей иногда бывает настолько жарко, что она вынуждена охлаждать себе ноги собственной мочой. В такие мгновения страусу только и остается, что с тоской смотреть на своих пернатых коллег, которые могут любое время оказаться на прохладном ветерке, в высоте. Но нельзя же иметь все! Эволюция – это не концерт по заявкам.

Путешествия приносят знания? Что у перелетных птиц в голове

Путешествия были привлекательны во все времена. Иоганн Вольфганг фон Гёте писал: «Рассудительный человек получает лучшее образование в путешествиях». А примерно на одно столетие позже Оскар Уайльд утверждал: «Путешествия облагораживают дух и ликвидируют наши предрассудки». Понятно, оба поэта не знали, что такое толпы туристов на Майорке. Кроме того, они признавали возможность образования в путешествиях только для тех, кто и так обладал деятельным духом. Но стоит ли спорить – большинство людей в путешествиях видят многое, что обогащает их жизнь и делает ее увлекательной. Все это воспринимается как кусочек свободы. Не зря мы с тоской смотрим на перелетных птиц, когда они улетают на юг, – не только потому, что пернатые летят к теплу, но и потому, что они просто отправляются в путь, если им надоело находиться на одном и том же месте. Мы с удовольствием делали бы то же самое.

Тем не менее факт остается фактом: перелетные птицы отправляются в путь по необходимости, а не по доброй воле. Когда становится холодно, они уже не могут найти себе никакой пищи и поэтому улетают в более теплые страны, где для них найдется более разнообразное питание. Их перелеты полны сложностей и лишений, об интересных образовательных путешествиях не может быть и речи.

Принципиально перелетных птиц делят на летающих на короткие и на длинные расстояния. Коротким расстоянием, к примеру, является перелет от побережья Северного моря в Грецию, а к длинным расстояниям относится полет из Средней Европы в Южную Африку. Прежний мировой рекорд в перелете на большое расстояние был поставлен в сентябре 2007 года самкой веретенника по имени «Е7» (ученые при выборе имени не проявили никаких поэтических талантов!). Эта птица без перерыва пролетела из Аляски в Новую Зеландию целых 11 500 километров! Черные крачки одолевают гораздо большие расстояния между Северным и Южным полюсами, но при этом они чаще делают остановки.

Конечно, такие успехи зависят не от оперения. Веретенник незадолго до начала путешествия наедает жировые запасы, которые настолько велики, что с таким дополнительным балластом он едва может держаться в воздухе. Поэтому для выравнивания веса он уменьшает желудок, кишки, печень и почки на 25 %, так как во время беспосадочного полета они ему не нужны. Когда он, наконец, достигает места назначения, резервы израсходованы чуть ли не до последнего грамма. Однако их еще хватает, чтобы дотянуть до ближайшего побережья и подкрепиться несколькими червями и крабами.

В целом экстремальное путешествие веретенника является очень рискованным действием. Оно может обернуться катастрофой из-за самых небольших изменений погоды, как, например, встречного ветра или резких падений температуры. Или же из-за того что птица к своей цели прибывает в момент прилива, и подкрепиться на побережье никак не удается. Поэтому возникает вопрос: почему веретенник не выбирает более короткие дистанции? Так, во время полета из Аляски в Новую Зеландию он пролетает мимо многочисленных мест, в которых имеется достаточное количество корма – однако он не выбирает такой вариант. Мотивы приключенческих путешествий загадочны, как погружения кашалота, которому на глубине приходится вести опасные сражения с гигантскими каракатицами, хотя сверху имеются большие запасы рыбы, и питаться ими было бы намного безопаснее.

Другой проблемой перелетных птиц является сон. Понятно, что они, как и человек, не могут от него отказываться. Тем не менее непонятным остается то, спят ли они во время своих беспосадочных полетов, которые иногда длятся сутками, или бодрствуют и восполняют сон позже. И то и другое очень рискованно. Первый вариант опасен потому, что у спящего пилота возникает большая вероятность аварии. И второй вариант небезопасен, так как в сонном состоянии птицы становятся легкой добычей хищников. Возможно, летающие на длинные расстояния имеют такую структуру мозга, которая позволяет его половинам спать попеременно, как это происходит у дельфинов – из-за нехватки воздуха им постоянно приходится подниматься на водную поверхность, что не позволяет спать обоим полушариям сразу. Но пока эти предположения не доказаны, так как птицы во время полета неохотно позволяют надевать на себя шлем для изучения деятельности их мозга.

Для ориентации перелетные птицы используют звездное небо или солнце или же придерживаются магнитного поля Земли, которое даже при облачном небе не бросит их на произвол судьбы. Ученые из Университета Франкфурта обнаружили у почтовых голубей на клюве пучок нервных клеток с окисью железа, который реагирует на магнитное поле Земли, как стрелка компаса. Нейроны обладают трехмерным устройством, так что птицы могут определять свое географическое положение точно и независимо от собственного движения.

Но даже отточенные методы ориентации не исключают ошибок. Так, зимой на баварском озере Аммер можно увидеть различных птиц, которых никак не ожидаешь здесь встретить в это время года, например, серебряную цаплю – ей было бы гораздо теплее в своей летней резиденции в юго-восточной Европе. А как понять поведение утки, которая осенью прилетает из теплой Испании в холодную Баварию? Ученые гадают о мотивах такого странного поведения перелетных птиц. Некоторые предполагают, что животных запутало изменение климата, другие что они потеряли ориентацию в вызванном человеком хаосе электромагнитных волн. Однако ни то ни другое еще не доказано.

Мы же хотим высказать иное предположение: эти птицы так же умны в своем нецикличном поведении, как и успешные биржевые брокеры. Это значит, что зимой они летят с юга на север, так как там у них не будет никаких конкурентов, которые могли бы претендовать на их пищу. Но возникает вопрос, могут ли журавль и утка рассуждать настолько разумно? С одной стороны, нужно им доверять, так как птицы умеют быть хорошими и способными наблюдателями. С другой стороны, перелетные птицы в этом отношении кажутся исключением.

Исследовательская группа из Свободного университета Барселоны обнаружила, что мозг перелетных птиц меньше, чем у тех, кто остается на зимовку дома. Причина в том, что «домоседки» в холодное время года должны думать, как остаться в живых. Например, черный дрозд, чтобы добыть себе пищу, сметает веткой снег. Или снегирь, который зимой переключается на мох (что совершенно нетипично для снегирей!). Перелетные птицы используют абсолютно иную стратегию: если им становится неуютно, они просто улетают. Для ориентации в пространстве необходимо несколько больше нейронов, но это возможно и при небольшой массе мозга.

Имеется достаточно причин, чтобы выразить уважение малоразвитым птицам и не считать их консервативными и негибкими. Ведь они пришли к соглашению с окружающей средой и нашли возможность жить в ней. А перелетные птицы до сих пор с успехом улетают от своих проблем. Но поскольку изменение климата обострилось, они могут сильно пострадать из-за своей недостаточной гибкости.

Восторг, волнения, озорство: бурная жизнь ворон

Одни птицы красивы внешне, а другие чудесно поют. Некоторые даже сверкают, как звезды эстрады или фотомодели. Но вороны не относятся к этой категории. Их цвет черный, и если они открывают свой клюв, кажется, будто открывается крышка гроба Дракулы. Однако если оставить без внимания эти голые факты и отступить от наших предубеждений, ворона предстанет в совершенно ином свете. Она покажется райской птицей пернатого мира.

Существует 42 вида ворон. В древние времена эти птицы пользовались доброй славой и считались птицами мудрости. Но хотя в Библии рассказывается о положительных качествах ворон, христианство не принимает этих птиц, и их рейтинг опустился на самое дно, где остается по настоящее время. С точки зрения классики, они являются предвестниками несчастья: так, одна легенда гласит, что английской монархии придет конец, если вороны покинут лондонский Тауэр. Поэтому живущим там птицам и в наши дни подрезают крылья, чтобы они не смогли оставить в беде королеву и ее семью.

В Германии существует квота на отстрел ворон. Они очень сильно расплодились и якобы наносят вред сельскому хозяйству, а из-за их разбойничьих налетов на гнезда других птиц нарушается экологическое равновесие. Научно это не доказано, и чрезмерное распространение ворон также является чистой воды выдумкой – ведь они владеют искусством естественного контроля рождаемости! Как видите, и в животном мире дурная слава может быть тяжким бременем.

Вероятно, в распространении этих предрассудков виноваты и полеты ворон в поисках падали, а также высокий интеллект этих птиц, который наводит страх на человека. Самый большой размер мозга среди птиц имеет словоохотливый попугай, но черные птицы, о которых мы ведем речь, ко всему подходят новаторски. Ученые установили, что они могут планировать совместные действия, пускать в ход инструменты и красть добычу у других животных. Они даже бросают камни в сосуд с водой, чтобы уровень воды поднялся и тогда можно было дотянуться до воды и попить – такой находчивости подчас напрасно ждать от представителей вида Homo sapiens.

Однако интеллект имеет и оборотную сторону. У птиц это выражается, прежде всего, в чрезмерном стремлении к озорству. Нейтрально это можно было бы назвать влечением к играм, но у ворон оно настолько развито и противоречит всем законам эволюции, что действительно лучше назвать его озорством.

Английский исследователь поведения животных Джонатан Балкомб изучает стремление птиц к удовольствию и играм, поэтому он часто имеет дело с воронами. В Нью-Йорке он наблюдал, как они несколько минут летали вокруг колокольни, не преследуя при этом определенных целей, как, например, брачные игры или добыча пищи. «Это просто доставляло им удовольствие», – установил Балкомб. Фокусы вообще являются страстью этих птиц. В бухте Хадсон вороны любят скатываться с крыш и виснуть вниз головой на электрических линиях, чтобы затем в воздухе проделать сальто.

С таким же удовольствием вороны летают спиной вперед, даже на длинные расстояния.

Так как преимущественно это делают мужские особи, некоторые ученые предполагают, что речь идет о типично мужском хвастовстве. Против этого предположения говорит тот факт, что большинство самок вообще не смотрят в их сторону. Кроме того, большое количество этих авантюристов собирается на ближайшей верхушке дерева, и некоторые такие полеты оканчиваются с большим шумом. Тогда, конечно, самки устремляют свой взор в ту сторону, но дополнительные баллы для выбора их в качестве партнера такие горе-пилоты, конечно же, не набирают.

С точки зрения эволюции сомнительна также манера ворон сердить других животных, например волков, которых птицы зачем-то клюют в хвост. Так, голландский зоолог Франс де Валь вел наблюдение за галками, которые постоянно летают очень низко над головами собак, а те, в свою очередь, конечно, гоняются за пролетающими птицами. Даже если вороны являются хорошими летчиками, подобное поведение для них очень опасно, в любом случае оно не приносит никаких преимуществ для выживания, а только доставляет удовольствие.

Будучи моногамными по своей природе, в партнерских отношениях вороны делают ставку на доверие и надежность. Их целью является передача генов, причем не покрывающая большую площадь, а ограниченная, но абсолютно надежная. Эволюционисты, правда, считают лучшей стратегией размножения полигамию, базируясь на таком мнении: «Кто много копулирует, тот имеет больше сил и передает их своему потомству». Но вороны никогда не любили придерживаться правил, созданных людьми. Они только посмеиваются над «чучелами с ногами».

Самка галки при выборе партнера действует целенаправленно и выбирает самца на ранг ниже, чтобы он не промотал свои силы в каких-нибудь стычках с конкурентами, а вместо этого самоотверженно заботился о подрастающем поколении. Он усердно доставляет супруге пойманных насекомых и личинки майского жука, которых она распределяет маленькими кусочками между своими птенцами. Гармоничная культура простого человека вместо шумной жизни мачо – нам, людям, иногда тоже хочется сделать такой выбор. Однако остается придерживаться того мнения, что самки галок выбирают эту стратегию только тогда, когда по соседству имеется много гнезд и, соответственно, приходится выносить большое количество стычек самцов. А если местность заселена менее плотно, они предпочитают старого доброго мачо.