Текст книги "Странности эволюции-2. Ошибки и неудачи в природе"

Автор книги: Йорг Циттлау

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 10 страниц)

Йорг Циттлау
Странности эволюции-2. Ошибки и неудачи в природе

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР: НЕ ВСЕ В ЭВОЛЮЦИИ ДВИЖЕТСЯ ВПЕРЕД

Шок Дарвина

Леонардо да Винчи (1452–1519) говорил: «В природе нет ошибок, но знай: ошибка есть в тебе». Слишком совершенным казалось этому гению все богатство и разнообразие форм в природе, чтобы хоть немного усомниться в ее непогрешимости. Сомнение в природе имело бы причину не в объектах, а в субъекте. Другими словами: если в природе мы замечаем какую-то ошибку, то вина лежит не на природе, а только на нас и на нашем несовершенном аппарате познания.

Человеку свойственно ошибаться, но природа непогрешима и безупречна. Именно такие взгляды исповедовал Леонардо, будучи человеком смиренным. Несмотря на свой исключительный гений, совершенство он видел не в себе самом, а в мире вокруг него, так как был убежден, что природа – результат неповторимого божественного акта творения. Представление, которое многие столетия было основой мышления людей до и после Леонардо.

Но затем появился Чарльз Дарвин (1809–1882). Еще в детском возрасте он усердно собирал ракушки, насекомых, яйца птиц и камни. В 1825-м он начал изучать медицину, однако лекции ему показались скучными, а операции – неприятными, поэтому он обратился к теологии и стал деревенским пастором. Благодаря посредничеству друзей в 1831 году он на исследовательском корабле «Beagle», ставшем впоследствии легендарным, отправился в путешествие, в том числе и к Галапагосским островам. Многочисленные наблюдения за природой во время пятилетнего морского путешествия и долгие часы, проведенные за книгами, сделали его убежденным сторонником теории эволюции.

Основной тезис этой теории: разнообразные виды животных и растений не акт творения, в результате которого они были наделены определенными признаками и способностями, а следствие процесса приспособления, который позволяет живым существам адаптироваться к жизни в постоянно изменяющемся окружающем мире. Наряду с приспособлением отбор – одно из центральных понятий системы Дарвина. Суть этих явлений заключается в том, что потомство каждого биологического вида приобретает некоторое количество небольших изменений, так называемых трансмутаций. Из этого потомства, тем не менее, выживают только те, кто приспособлен к условиям окружающего мира, в то время как неприспособленные в скором времени исчезают. Приспособившиеся мутанты не только выживают, но и производят на свет детей, внуков и дальнейшие поколения, в которых в борьбе за существование побеждают наиболее приспособленные мутанты, и так до тех пор, пока в итоге не возникнет новый вид. Все виды животных и растений, а также человек, согласно Дарвину, являются «продуктом» процесса естественного отбора, который проходят только индивидуумы с оптимальными стратегиями приспособления. Принцип, вошедший в историю как «принцип естественного отбора», «позаботился» и о всяческих недоразумениях.

Желания, мечтания, надежды

Самое большое недоразумение заключается в предположении, что в эволюции выживает только самый сильный, в то время как более слабый обречен на вымирание. «Эволюционная логика», которая часто переносится на человеческие сообщества, чтобы оправдать, с одной стороны, притязания на власть и жестокость как «право более сильного» и, с другой стороны, проблемы социально более слабых. Тем не менее факт в том, что человеческие сообщества развиваются по законам, отличным от эволюционных. Такие «противоестественные», «биоотрицательные» феномены, как мораль, философия, искусство, музыка, религия и даже государственные больничные кассы, никогда бы не появились, если бы человечество действовало только согласно принципу «естественного отбора». Тогда никогда не было бы таких персонажей, как Диоген в бочке, который оскорбил Александра Великого, но при этом вошел в историю. И мы, люди сегодняшнего дня, должны были бы считаться с тем, что, приключись с нами неприятность вроде прострела поясницы, до поры до времени были бы обязаны уступить наше рабочее место и, вероятно, даже место на супружеском ложе.

Еще одним недоразумением можно назвать тот факт, что обществом допускается мысль о принципиальной возможности прогресса. В пользу такого предположения приводят такой аргумент: на протяжении миллионов лет жизнь на Земле эволюционировала от отдельной клетки, клеточного соединения, растения и животного – до человека. Можно придерживаться или не придерживаться гипотезы о божественном сотворении, но человек – это венец творения, вершина всего, что до сих пор развивалось в мире.

В таких моделях человеческое тщеславие играет, наверное, центральную роль. При этом факты выглядят совсем иначе. С физической точки зрения человек – существо, полное недостатков: он слаб, медлителен, восприимчив к заболеваниям и в сравнении с другими животными у него исключительно плохие слух, обоняние и зрение. Единственное, что выделяет его, – это крайне эффективный головной мозг. Но является ли это действительно преимуществом эволюции? До сих пор эксперимент «Головной мозг» проходил успешно, правда, с его внедрения прошло уже несколько тысячелетий, что по сравнению с прочими периодами эволюции даже не соответствует одной секунде в человеческой жизни. Однако события последних десятилетий неопровержимо свидетельствуют в пользу того, что человек со своим развитым мозгом обладает ярко выраженным стремлением к разрушению, которое может привести не только человечество, но и всю планету к катастрофе. Вряд ли это можно назвать прогрессом, скорее это танец на острие бритвы.

Эволюция как интересная игра

Естественным образом возникает вопрос: если эволюция в образе человека позволила себе «роскошь ошибки», почему у других живых существ все должно выглядеть иначе? Дело в том, что в последние годы ученые выяснили, что принцип естественного отбора не действует не только в отношении человека. Другие существа кажутся тоже не стопроцентно эффективными и совершенными. Причем недостатков у животных очень много, так как у них наблюдается сложное поведение. Однако оно не только позволяет скрыть многочисленные причины этих недостатков, но и помогает остаться в живых, в то время как у растений даже один недостаток может означать быструю гибель вида. Некоторые из ошибок животных вызывают улыбку, как, например, альбатросы с их проблемами при взлете, которые Уолт Дисней с таким юмором показал в мультфильме «Бернхард и Бианка». Напротив, будет грустно, если забавное хождение вразвалку потребует слишком высокой платы – массового вымирания пингвинов. У представителей других видов дела обстоят не лучше. Например, у стервятника, череп которого светится ярко-желтым светом на фоне ночного неба, так как в его рационе содержится слишком много каротина. Или у панды, которой, вероятно, нужно смотреть порнофильмы, чтобы получить шанс хоть однажды возобновить свою сексуальную жизнь.

Большинство животных не так совершенны, как мы думаем. Нам необходимо переосмыслить традиционное представление об эволюции. Мы должны распрощаться с представлением, что она является только безжалостной борьбой за существование. Может, попробовать воспринимать ее как игру, придуманную неизвестно кем?.. «Биологи-эволюционисты вдохновляются скорее теорией игры, нежели теорией отбора, – объясняет биолог профессор Вольфганг Визер из университета Инсбрука, – так как они открыли, что могут выживать не только наиболее приспособленные, животные, но и те, кто не настолько совершенен и кто, как игрок, просто выжидает».

Киты, к примеру, не умеют различать цвета, не видят синий цвет, хотя именно он играет столь важную роль в окружающем их мире. С эволюционной точки зрения здесь может быть только одна оценка: неудовлетворительно. Тем не менее китам удается выживать. И не в последнюю очередь благодаря тому, что они развивали другие свои качества, которыми могут компенсировать неумение различать цвета. Так, недавно ученые выяснили, что косатки могут имитировать пение морских львов, которые, услышав его, прямиком направляются в лапы своих врагов. Ну, не в лапы, но… Вот это действительно творческий подход, а кто от природы креативен, может справиться с любой неординарной ситуацией.

Но не всегда именно творческие силы необходимы, чтобы выжить. Иногда достаточно того, чтобы никто не понимал, что есть какие-то недостатки.

На маленьком островке неподалеку от Австралии много поколений жил вид крапивника, который не умел летать. Никто не знает, почему это птица разучилась летать. Это никогда не создавало для нее каких-то особых преимуществ, но и не являлось недостатком, ибо у птицы не было врагов, захотевших бы извлечь из этого пользу. Как-то на острове поселился фермер, который привез с собой кота. Внезапно он появился, тот враг, который мог воспользоваться недостатком! Одну за другой складывал он пойманных пичуг на крыльцо дома. Когда хозяин, наконец, обратил внимание на необычные трофеи своего упитанного питомца, было уже слишком поздно. Этот вид крапивника не успел опомниться – и погиб.

Ясно одно: не появись человек, птицы были бы живы до сих пор. И это отнюдь не единственное вмешательство человека в окружающий его мир, ставшее причиной исчезновения с лица земли целого вида животных. С другой стороны, последними словами крапивника могли бы быть: «Черт, продул!» Раз он позволил себе такую роскошь, как неумение летать, он, без сомнения, подверг себя большому риску. Иногда такие забавы эволюции заканчиваются хорошо, а иногда не очень. В этой книге речь пойдет и о том и о другом.

Рядом со следом

Наша собака – несомненное свидетельство того, что эволюция сделала шаг в правильном направлении. Ее родина – греческий остров Лесбос, на котором за последние годы был создан самый настоящий естественный паноптикум новых видов собак. Порода нашей собаки по кличке «Пелле» – это что-то среднее между салюки ^{1} , терьером и пушистым хомяком. Кроме того, при возникновении опасности выгибает спину горбом, как кошка. Ей на роду написано быть «щенком» – это передалось ей по наследству от ее предков, чтобы приспособиться к жизни в мире человека.

Так, она ест – что очень необычно для собаки – отнюдь не все, что ей дают. Как будто знает, что цивилизация двуногих существ оставляет поистине неисчислимое количество мусора и остатков еды и всегда можно рассчитывать на множество изысканных деликатесов. Кроме того, лапы Пелле сгибаются и разгибаются почти как у человека, и ими вполне можно что-нибудь ухватить, она понимает нашу мимику и жестикуляцию, хотя мы не обучали ее этому. Кроме того, она может становиться абсолютно невидимой. «Быть незаметной» – ее девиз. Наверное, животным на враждебном для собак острове Лесбос необходимо было развивать в себе эту черту, чтобы суметь выжить.

Это эволюционные преимущества данной породы. Перейдем теперь к эволюционным недостаткам. В отличие от других собак Пелле страдает исключительным отсутствием способности ориентироваться. Если во время утренней пробежки она потеряет свою хозяйку, то не сможет самостоятельно найти путь домой и будет беспомощно блуждать по улицам.

С другой стороны, зачем на таком маленьком острове, как Лесбос, она должна была развить в себе умение ориентироваться? Еще менее понятно ее сексуальное поведение. Снова и снова самец этой породы с волнением будет обнюхивать след находящейся в состоянии течки суки, невзирая на то, что находится непосредственно рядом с ней. Это выглядит приблизительно так, как если бы мужчина выяснял в справочном бюро номер телефона женщины, пригласившей его на свидание и ожидающей в соседней комнате. Так механизм размножения функционировать не может! Несмотря на это, Пелле и ее собратья с острова Лесбос отнюдь не находятся под угрозой вымирания.

И это только один из множества примеров странностей эволюции.

ПРОБЛЕМЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ: ЕСЛИ УМЕЛЫЕ ТРЮКИ ВЫЖИВАНИЯ БЬЮТ В СОБСТВЕННЫЕ ВОРОТА

Питие доводит до врача: как тропические муравьи справляются с наводнениями

Представьте себе: у вас есть дом на берегу реки, и вдруг река выходит из берегов. Что вы будете делать? Наверное, попробуете устроить что-нибудь вроде дамбы из мешков с песком. Перенесете в безопасное место свое имущество, хотя бы на этаж выше. И в крайнем случае, если не удастся справиться с напором воды, оставите свой дом и переедете в другое место.

Но позовете ли вы всех своих друзей, коллег и родственников на помощь, предложив им выпить всю воду, чтобы затем вместе с ними опорожнить переполненные животы слева от входной двери? Нет, этого вы, пожалуй, делать не будете. И вы вряд ли можете себе представить, что кто-то будет делать что-то в этом роде. Но вот во влажных тропических лесах Малайзии живет род муравьев Cataulacus muticus. Живет исключительно в полых стеблях бамбука. Загвоздка в том, что бамбук растет и умирает по берегам рек, которые часто разливаются, затопляя все вокруг. Жилищам муравьев все время угрожают наводнения. Другие виды муравьев реагируют на такие угрозы, просто меняя место своего жительства. Или они строят плоты, устраивают «дренажные системы» или баррикадируют входы и выходы в муравейник по примеру техники «мешков с песком». Однако, по-видимому, все это не устраивает Cataulacus muticus.

Биологи университета Франкфурта хотели точно знать, что делают представители этого вида муравьев, когда потоки воды устремляются в их жилье. Для этого в своей лаборатории они поселили три колонии муравьев, затопив их, но сознательно поддерживая низкий уровень воды, чтобы не подвергать риску жизнь насекомых. Первая реакция муравьев – защитить вход… с помощью своих широких, плоских голов. Однако стратегия оказалась тщетной, и спустя непродолжительное время они начали использовать другую технику: опускали головы в воду – и пили, пили и пили… Пятнадцать минут спустя из бамбукового жилища, шатаясь, показались первые шестиногие запойные пьяницы, чтобы в нескольких сантиметрах от входа избавиться от своего мокрого груза. (Или иначе выражаясь, они мочились непосредственно рядом со входной дверью.) Капельки мочи имели средний объем 0,66 микролитра. Это относительно немного, а точнее, всего 0,8 миллиметра в диаметре – едва заметно для наших глаз. Однако, к счастью, в сообществе муравейника Cataulacus живут до двух тысяч муравьев, так что ученые в конце концов с облегчением могли констатировать: «Через три дня они полностью осушили свое жилище».

Несомненно, исключительные успехи малайских муравьев вызывают невольное уважение. Однако их концепция продумана неосновательно. Так, эти насекомые активны исключительно днем. Это значит, что ночью воду они не пьют и их жилище может быть беспрепятственно затоплено. Кроме того, постоянное питие и мочеиспускание приводят к чрезмерному расходу энергии, в результате чего многие из муравьев просто умирают от истощения. Нельзя так же не признать, что мочеиспускание рядом со входной дверью не является эффективным устранением опасности и не помогает избежать наводнений. Это выглядит приблизительно так, как если собирать воду, которая бежит из переполненной ванны, с пола и сливать ее снова в ванну. Такие мероприятия, как устройство дренажных систем, возведение дамб или строительство плотов, значительно элегантнее и эффективнее. Неслучайно множество колоний Cataulacus muticus находят свою смерть в воде. Тем не менее этот вид муравьев не находится под угрозой непосредственного вымирания, так как очень быстро размножается, что обеспечивает ему дальнейшее существование.

Паук в свете рампы

Обычно пауки ассоциируются с темнотой. С подвалами, тенистыми лесами и темными углами за платяным шкафом. Теплыми летними вечерами, прогуливаясь по улицам, часто можно видеть паутину, которую эти насекомые аккуратно разместили на ярко освещенных верхушках уличных фонарей. Это работа паука-крестовика. Очевидно, что восьминогие охотники преследуют определенную цель: добывают себе пропитание. Многих насекомых привлекает свет, и, таким образом, в свете фонарей паук может рассчитывать на хорошую добычу. Тактика развешивания сетей в непосредственной близости от источников света у пауков-крестовиков заложена природой. В исследовании венского зоолога Астрид Хайлинг даже рожденные в неволе экземпляры демонстрировали эту склонность. Правильно ли поступили пауки, приняв эту тактику на вооружение и передавая по наследству, вопрос спорный.

Свет фонарей нравится не только паукам, но и некоторым из их врагов. Например, осам. Также некоторые виды сов не прочь поохотиться на пауков не в кромешной тьме. Стоит заметить, что совы вовсе не относятся к светобоязненным животным, как постоянно утверждается: они охотно принимают солнечные ванны, а свет фонарика или освещенное окно вовсе не мешают им спариваться по ночам. Так что они всегда готовы к изысканной трапезе из пауков при романтичном уличном освещении.

Летучие мыши тоже интересуются фонарями – настолько, насколько они есть в местах их обитания. И они питают очевидную слабость к паукам, хотя бы по той причине, что те, в отличие от летающих насекомых, не очень подвижны. При наличии такого совершенного инструмента ориентирования, как ультразвуковая локация, летучим мышам во время их ночных вылетов свет не очень нужен, однако, с другой точки зрения, фонари предлагают им определенные преимущества, так как даже с помощью ультразвука трудно определить местонахождение пауков, прячущихся в ветвях деревьев и в густой поросли кустарника, а пауки на фонарном столбе видны как на блюдечке. Ни один листок, ни одна ветка не блокируют пеленгацию активного ночного охотника. Таким образом, фонарь не только для паука, но и для летучей мыши становится стратегическим с «продовольственной» точки зрения преимуществом – что, к сожалению, перечеркивает пауку все планы. Однако, к счастью, летучие мыши и совы – не самые частые гости, многие из них сами находятся под угрозой вымирания. «Давление» со стороны «врагов» на пауков не выходит за рамки «разумного», так что они могут не слишком волноваться за дальнейшее существование своего вида.

Пингвин на голодном пути

Под водой пингвин настоящий ас. Его веретенообразное тело так глубоко скрывается в приливах, что над водой приподнимаются только голова, шея и часть спины. Его кости – в отличие от костей его летающих собратьев – содержат совсем немного воздуха, а неподвижные и твердые, как рыбья чешуя, перья плотно прилегают к телу. И, наконец, превратившиеся в плавники крылья с их необычно сильно развитой мускулатурой! Превосходно. Не зря, к примеру, ослиные пингвины в плавании достигают темпа 36 километров в час, что для водных животных является настоящим достижением. Тем не менее на суше они утрачивают свою грацию. Крайне короткие ноги пингвина сконструированы так, что он должен подниматься почти вертикально, чтобы не опрокинуться назад. Чтобы вообще иметь возможность двигаться, он должен ходить вразвалочку – что нам, людям, кажется очень забавным. Но для пингвина это совсем не весело. Раскачиваясь всем телом наподобие маятника, он превращает кинетическую энергию в потенциальную. Другими словами, такой способ передвижения позволяет ему затрачивать меньше усилий. Ученые вычислили, что хождение вразвалку дает пингвину до 80 % экономии энергии. Это с одной стороны. С другой стороны, мышцы в его коротких ногах должны сокращаться гораздо быстрее чем, например, мышцы в длинных ногах страуса, что стоит затрат значительного количества энергии: пингвинам при хождении нужно вдвое больше энергии, чем другим наземным животным со сравнимой массой тела. Как будто им не нужно достаточно сил, чтобы вообще существовать в холоде Антарктики…

Пингвин не очень хорошо приспособлен для жизни на суше. Проблема в том, что он не остается почти все время воде, как, например, тюлень, а длительное время должен находиться на суше – для спаривания, откладывания яиц и выращивания потомства. При этом иногда пингвин вынужден совершать долгие путешествия, для которых абсолютно не приспособлен. Эти путешествия требуют от животных крайнего напряжения сил, а их выдержка заслуживает немалого уважения. Однако часто трагическое «несоответствие» вынужденных многокилометровых путешествий и коротких ног приводит к катастрофе.

Так, новозеландские исследователи в январе 2002 года забили тревогу из-за сокращения численности пингвинов в Антарктике. Причина: огромные массы льда изолировали примерно 20 тысяч детенышей от их родителей. Обычно для высиживания яиц пингвины выходят на сушу, затем родители попеременно покидают свои гнезда и уходят к морю за рыбой и крилем для своих малышей. Однако из-за нагромождений ледяных торосов они должны были пройти путь более 20 километров – едва ли возможный для того, кто проходит вразвалку приблизительно один километр в час. Даже если пингвин решился бы на такой марш-бросок, он вряд ли смог добраться до колонии пингвинят живым, а вероятнее всего, умер бы с голода. У большинства родителей в конце концов стремление выжить одержало верх над стремлением позаботиться о детях – и малыши были брошены на произвол судьбы.

Конец истории: «норма» выживания подрастающего поколения пингвинов в 2002 году составляла от 2 до 5 %, что означало сокращение общего поголовья примерно на 30 %. Это страшные цифры: если бы события подобного масштаба периодически повторялись, этому виду грозило бы вымирание. Драматические они и потому, что антарктические водоплавающие птицы и без того не являются самыми плодовитыми животными: императорские и королевские пингвины откладывают одно яйцо в сезон, и другие виды откладывают не многим больше яиц.

Можно, конечно, придерживаться мнения, что в Антарктике необычное движение льда, вероятно, вызывается изменением климата в последние годы и именно человек виноват в этом кризисе. Однако необходимо задуматься и о том, что изменения климата и подвижки льда происходят и без вмешательства человека. Кроме того, примерно 90 % детенышей обычно погибают, не доживая до взрослого возраста. Учитывая, что у пингвины откладывают всего одно-два яйца за сезон, риск и так уже очень высок! Дальнейшее существование пингвинов и без вмешательства человека совсем ненадежно. Как если бы шагающие вразвалку симпатяги во фраках были участниками рискованной игры вроде «русской рулетки»…