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

Автор книги: Йорг Циттлау

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 10 страниц)

Странная поваренная книга: опасная жизнь змеи-гурманки

Ужи, хотя и относятся к подотряду змей, как правило, существа безвредные. Из их семейства «вышли» больше половины всех живущих змей, в том числе гладкозубые. У некоторых ужей имеются ядовитые железы, которые либо расположены не в полости рта, либо опорожняются, если добыча побеждена и начинается акт поглощения. Только у псевдоужа в зубах есть канавка, по которой при укусе яд может попасть в рану.

Чулочный (или подвязочный) уж, напротив, абсолютно безвреден. Длина его составляет приблизительно метр, и его можно встретить почти повсюду в Северной Америке, даже на Аляске, что не является для холоднокровного животного естественной средой обитания. Однако еще более необычен рацион ужей. В него входят самые различные животные – от рыб, слизняков и червей до мышей, крыс и птиц. В силу такого разнообразия у чулочного ужа, собственно, не должно быть никаких проблем с питанием, так как вероятность того, что какой-либо «элемент» его меню всегда обнаружится поблизости, очень высока. Однако в процессе эволюции он умудрился приобрести кулинарное пристрастие – настолько же опасное, насколько и странное. Чулочный уж увлекается калифорнийскими тритонами. Отличительная особенность этих животных состоит в том, что они производят нервный яд тетродотоксин. Вероятно, вы слышали о нем: он содержится также в рыбе-футу, которая ценится в Японии как деликатес. Проблема в том, что, неправильно приготовленная, фугу представляет опасность для жизни. Однако калифорнийские тритоны содержат намного больше тетродотоксина, чем рыба фугу, – следовательно, их можно классифицировать как крайне ядовитых животных.

Именно этих маленьких ядовитых существ чулочные ужи выбрали в качестве своего любимого блюда. Вместе с тем, чтобы не оплачивать наслаждение ценой своей собственной жизни, в процессе эволюции ужи выработали определенное противоядие – особое внимание здесь следует уделить слову «определенное». Это значит, что чулочный уж не умирает от яда, однако после трапезы происходят отчетливые изменения в его поведении: он становится бесконечно медлительным – его движения выглядят как при замедленном просмотре видеопленки. Смотрится это забавно, однако влечет за собой печальные последствия – уж становится потенциальной жертвой птиц. Обычно пернатые охотники не имеют никаких шансов поймать проворную змею, однако если у нее налицо все признаки интоксикации тетродотоксином, все меняется – рептилия становится главным блюдом в меню птиц. И это понятно! Зачем соколу прилагать усилия, совершая изнурительные акробатические трюки, в погоне за крохотной мышью, если он без труда может поглотить змею в метр длиной?

Остается неразрешенным вопрос, почему у чулочного ужа появилось это странное пристрастие к ядовитым тритонам. Биологи-эволюционисты, как правило, приводят аргументы, что тем самым ужи без конкуренции заняли эту пищевую нишу. Так как никакой другой конкурент не осмелится охотиться на опасных тритонов, змея может быть уверена в том, что этот запас еды принадлежит исключительно ей. На первый взгляд это звучит логично, но в отношении чулочного ужа это скорее абсурдно, так как у него и так весьма разнообразное меню с самыми различными видами животных. По этой причине он едва ли должен опасаться нехватки еды, почему же он должен чувствовать себя вынужденным занимать опасную для своей жизни пищевую нишу?

Наверное, дело снова в одной из типичных «острот» эволюции. Так же как кашалот в глубоководных зонах моря постоянно рискует жизнью, живя рядом с кальмарами, хотя он мог бы спокойно ловить селедку где-нибудь у поверхности, чулочный уж с упорством, достойным лучшего применения, идет на столкновение с тритоном, хотя мог бы, не подвергая себя опасности, прокормиться в другом месте. Это так же бессмысленно, как и опасно, однако, вероятно, именно в этом и заключается соблазн. Мы, люди, с нашим вечным поиском опасности должны бы знать это лучше всего! Любопытно, что чулочный уж обеспокоен «ограничением» риска. Так, ученые установили, что в регионах, где водятся особенно ядовитые тритоны, змеи также особенно выносливы. Однако в той мере, в какой они повышают свою выносливость, тритоны увеличивают производство своих токсинов. В каком-то смысле это гонка вооружений противников, которые, собственно, могли бы просто избегать встречи друг с другом, что тоже хорошо известно нам, людям…

СЛИШКОМ МАЛО ХОРОШЕГО: ЕСЛИ ПРИСПОСОБЛЯЕМОСТЬ ХРОМАЕТ

Синий не считается: бесцветный мир тюленей и китов

Тот, кто хоть однажды проводил отпуск в Греции, знает, что там в орнаментах на оконных рамах и на гончарных изделиях доминирует синий цвет. И это не какой-нибудь синий. Он имеет свой собственный, сильный тон – не зря говорят о «греческом синем». Закономерен вопрос: откуда же возникло это пристрастие к синему? Ответ прост: в Греции этот цвет везде и всюду. Почти всегда синее небо, яркое солнце, сверкающие лазурные волны. Понятно, что это неизбежно влияет и на восприятие органами чувств. Любой греческий художник может рассказать несоизмеримо больше об оттенках синего цвета, чем его коллега из Германии, так как с рождения его глаза чувствительнее реагируют на этот цвет.

Трудно представить, что кто-то, кто вырос в окружении синего цвета, может не видеть этот цвет. Но в природе встречается и такое. Немецко-шведская группа исследователей выяснила: киты и тюлени не различают цвета. Они могут воспринимать зеленый цвет, но для определения синего цвета у них отсутствуют физиологические предпосылки.

Обычно млекопитающие хорошо распознают цвета, так как в их сетчатке есть не только светочувствительные палочки, но и колбочки, предназначенные для восприятия цвета. Большинство млекопитающих распознают синий и зеленый, приматы (человекообразные обезьяны и люди) имеют дополнительный тип колбочек для восприятия красного цвета. Но у морских млекопитающих все совсем не так. Ученые исследовали сетчатку 14 зубатых китов, морских львов и тюленей – и ни у одного не нашли рецептор, который мог бы воспринимать оттенки синего. В наличии были лишь колбочки для распознавания зеленого цвета и палочки для восприятия светлого и темного. Мир китов и тюленей – это море в зеленом тоне, а не море в синем.

Естественным образом возникает вопрос об эволюционном смысле этой синей слепоты. Чтобы найти ответ, нужно исследовать родственные отношения китов и тюленей. При этом выясняется, что и те и другие с точки зрения происхождения вида не имеют ничего общего. Тюлени развивались из сухопутных хищников, их ближайшие родственники – это хорьки-альбиносы и речные выдры, что можно отчетливо увидеть при более детальном рассмотрении. В противоположность этому киты происходят от сухопутных парнокопытных, их ближайший наземный родственник – гиппопотам. Тюлени и киты имеют совсем разные линии происхождения – и все же и те и другие за время своей истории «потеряли» колбочки для определения синего цвета, что свидетельствует об эволюционном приспособлении к жизни в воде.

В чем же, однако, потеря видения синего цвета должна стать для морских млекопитающих преимуществом? Ведь в море лучи света с большей длиной волны рассеиваются в большей степени, чем коротковолновые (синие), с увеличением глубины лучи света с меньшей длиной доминируют. Эффект, который может подтвердить любой водолаз: чем глубже погружаешься под воду, тем более синим становится мир вокруг. Следовательно, потеря колбочек для восприятия синего цвета – скорее свидетельство плохой приспособляемости, так как для оптимального восприятия контраста и освещенности должен был сохраниться тип колбочек, позволяющий воспринимать доминирующий цвет, – и большинство рыб отлично умеют различать синий цвет.

Киты и тюлени в процессе эволюции потеряли то, что им было бы необходимо для жизни в море. Из-за потери возможности определять синий цвет они стали чем-то вроде «братьев Блюз» ^{2} подводного мира, так как под водой не видеть синий цвет равносильно тому, чтобы надеть солнечные очки и спуститься в темный подвал бара.

Некоторые ученые предполагают, что колбочки для распознавания синего цвета исчезли в то время, когда тюлени и киты еще не были полностью приспособлены к воде и обитали в неглубоких и мрачных прибрежных морских водах, где синий цвет был скорее «дефицитным товаром». Достаточно неубедительная теория. Почему жители побережья того времени должны были сначала потерять свои колбочки и только после этого менять среду обитания, которая настоятельно требует наличия именно этих колбочек? Только потому, что они неопределенно надеялись на то, что найдут где-нибудь больше пищи? Трудно себе это представить: таких абстрактных понятий, как надежда и неопределенные предположения, в животном мире нет, там всегда действуют наверняка. Существует и предположение, что неумение китами и тюленями распознавать синий цвет может быть ошибкой или бессмысленной игрой эволюции. Или морские млекопитающие, вероятно, со стратегической точки зрения эволюции подготовлены к тому, чтобы однажды снова вернуться на сушу? Путь, который, вероятно, ведет в Ирландию или даже в Альгёй ^{3} ? Так как там, как известно, доминирует такой оттенок зеленого цвета, для которого оптимально сформированы глаза китов и тюленей.

Последнее жужжание под липой: если шмели ошибаются в расчетах

Обычно шмели – это образец эффективности. Удивительно уже то, что они вообще могут летать, несмотря на их массивное тело в сравнении с маленькими крыльями. Очень эффективно они рассчитывают и свои временные затраты, будучи вынуждены делать это с учетом столь изнурительного способа передвижения. Если шмели во время поиска находят богатый нектаром золотарник, они на каждом цветке остаются до ста секунд.

Совсем иначе ведут себя упитанные летуны на соцветиях ив. Там они задерживаются только на две секунды – соцветия ив дают крохотные капельки нектара, которые не оправдывают более длительного пребывания. Если шмелю удается найти богатую нектаром растительность, он, цветок за цветком, собирает свою дань, если же приземляется на растение с низким содержанием нектара, то, «оценив» пару цветков, продолжает полет, чтобы найти более «доходное» место.

Если шмелю для поиска «выгодных» цветов необходимо лететь относительно далеко, время становится ограничивающим фактором. Поэтому насекомое летит быстрее, затрачивая больше энергии. Если шмель задерживается в области со скудным «ассортиментом» питания, затраты на полет необходимо снизить, поэтому теперь уместен экономящий энергию медленный полет. Если при неблагоприятной погоде температура воздуха опускается ниже 10 °C, то во время поиска нектара шмель вынужден поддерживать «рабочую» температуру тела 32 °C, чтобы в случае неудачи иметь возможность безотлагательно продолжить путь. Однако и здесь все очень тщательно рассчитывается и планируется: так, «отопительная установка» включается только тогда, когда пребывание шмеля на цветке стоит того, – к примеру, на богатом нектаром соцветии рододендрона. Мимо цветущих вишневых деревьев шмель, напротив, пролетает с пренебрежением, – они должны подождать других распространителей пыльцы.

Однако иногда шмель смертельно ошибается в своих расчетах. Несколько лет назад немецкие биологи заметили скопления мертвых шмелей под кронами войлочной липы. Это дерево, родина которого – Балканы, с удовольствием применяется садовниками для озеленения городов, так как вредное воздействие окружающей среды почти не отражается на ней, а нижняя поверхность ее листьев столь ворстиста, что даже не очень разборчивая тля исключила войлочную липу из своего рациона.

Но вот что произошло со шмелями. Тысячи толстых жужжащих насекомых лакомились цветами войлочной липы, чтобы затем замертво упасть на землю. Биологи и эксперты по вопросам: окружающей среды задались вопросом, не содержат ли цветки «чужеземной» липы какое-нибудь ядовитое вещество, смертельное для «местного» шмеля? Но тогда этот яд должен быть опасным и для других насекомых, потому что предположение, что растение выделяет субстанцию, которая вредит лишь одному виду насекомых, не выдерживает никакой критики. При более тщательном осмотре «места происшествия» были найдены только мертвые шмели, другие насекомые, например пчелы, не были обнаружены, хотя они с не меньшим удовольствием лакомятся нектаром цветков войлочной липы.

Группа исследователей из университета Мюнстера раскрыла эту тайну. Никакого яда в нектаре войлочной липы не было. Но не было и энергетических запасов в телах умерших насекомых: в то время как обычно в теле шмеля содержится 17 микромоль сахара, в экземплярах, найденных под войлочной липой, обнаружили только 7 микромоль. Этого явно мало для жизни – насекомые попросту умерли с голода.

Неужели цветы войлочной липы вырабатывают слишком мало нектара, чтобы насытить шмелей с их высокой потребностью в энергии? Зачем тогда столь расчетливые насекомые вообще возятся с этим деревом? Ответ прост: цветы липы содержат достаточное количество нектара (0,7 миллиграмма в каждом цветке). Но войлочная липа относится к растениям позднего цветения, а это значит, что во всем великолепии цветения она предстает только в июле. Здесь, на родине шмелей, в городских парках, в это время едва ли найдется для насекомых какое-нибудь другое растение, столь же богатое нектаром, так что вся орда набрасывается на войлочную липу, содержание нектара в которой, конечно, быстро уменьшается. И это приводит к тому, что его хватает пчелам и другим экономным членистоногим, но не шмелям. Под войлочной липой они издают свое последнее жужжание…

Очевидно, концепция шмелей, что «даже толстые могут летать», недостаточно проработана. Может быть, своими объемами тела и устрашающей расцветкой они производят впечатление на некоторых своих врагов, однако, в сущности, они стоят большого количества энергии. Это становится не принимаемым в расчет риском, когда рынок продовольствия снабжает недостаточно. Тогда и эффект устрашения пропадает – если шмелю не хватает сахара, некогда грозный «бомбардировщик» превращается в беспомощную еле двигающуюся «жужжалку», и враги, некогда запуганные им, не заставляют себя долго ждать. Ученые из Мюнстера в своих исследованиях установили, что были найдены не все жертвы войлочной липы. Многие из них оказались не на земле, а в клюве ловкой птицы.

Если что-то скрипит в эвкалиптовом лесу: урчание в животе сумчатых медведей

Милые. Это, пожалуй, первое слово, которое приходит на ум, когда видишь коалу. Он и его родственник, панда, принадлежат к тем немногим животным, которые, даже будучи взрослыми, пробуждают в нас нежные чувства. Мягкий мех, плюшевые уши и нос картошкой делают сумчатого медведя просто неотразимым. Кроме того, он всегда нежно пахнет эвкалиптом, запах которого напоминает запах конфет от кашля. Ясно, что свиньи и козы едва ли могут соревноваться с таким приятно пахнущим животным.

В процессе эволюции коалы развили целый ряд физических признаков, которые делают их неповторимыми. Например, кисть их руки, похожая на клещи: большой и указательный пальцы противопоставлены остальным трем пальцам, что позволяет неуклюжим сумчатым медведям довольно ловко цепляться за жесткую кору эвкалиптовых деревьев, на которых они проводят большую часть своей жизни.

Можно назвать и еще одну особенность сумчатых медведей: животные питаются исключительно листьями эвкалипта. И какие они при этом гурманы! Из примерно 700 видов эвкалипта лишь небольшая часть попала в рацион сумчатых медведей, а в некоторых областях это всего два-три вида, которые еще должны иметь определенную степень зрелости.

Что-то в этом роде называют «действительно изысканным вкусом». Такая избирательность гарантирует сумчатому медведю отсутствие конкуренции в добыче пищи, так как из-за наличия эфирных масел другие животные не едят листья этого растения. Это определенно следует оценить как преимущество в борьбе за существование – с одной стороны. С другой стороны, кулинарные пристрастия сумчатых медведей довольно существенно осложняют их жизнь.

Так, грубоволокнистая структура листов эвкалипта стала причиной развития у коал огромной слепой кишки. У людей этот орган является досадным пережитком прошлого, а у коалы играет важнейшую роль. В то время как само животное достигает величины всего около 80 сантиметров, слепая кишка имеет размеры приблизительно в три раза больше. В ней живут миллиарды микроорганизмов, единственный смысл жизни которых – переработать жесткую грубоволокнистую кашицу пережеванных листьев в нечто более легко усвояемое. Что на уме у их хозяина, который из своего корма может вытянуть только несколько калорий? Листья эвкалипта обладают исключительно малым запасом энергии. Некоторое количество этой кашицы удерживается в слепой кишке на протяжении месяца – чтобы ее микрофлора не испытывала проблем с отсутствием работы.

Коалы не рождаются со своими крохотными помощниками. С самого юного возраста они должны пополнять запасы микроорганизмов, которые находятся… в полужидких экскрементах матери, своеобразной кашице из полупереваренных листьев эвкалипта. Зигмунд Фрейд, принимая во внимание такую тесную анальную связь с матерью, от всей души бы порадовался. Но для медведей, однако, важно то, что «кашица» богата микроорганизмами и водой – своеобразный пробиотический питьевой йогурт для детей коалы. Сумчатый медведь только тогда готов к самостоятельному поеданию эвкалипта, когда он поглотил несколько порций такого «напитка».

Однако даже дееспособная кишечная флора еще не гарантирует того, что листья эвкалипта полностью переварятся. Как недавно узнали австралийские ученые, в ходе эволюции сумчатые медведи придумали еще одну хитрость для улучшения своего пищеварения. Группа исследователей из университета Монаша в Клейтоне хотела больше узнать о пищевых привычках сумчатых медведей. Ученые снабдили несколько экземпляров «ожерельем», в котором был спрятан микрофон с радиопередатчиком. Так животных можно было подслушивать во время их «экспедиций» по вершинам деревьев. При этом выяснилось, что сумчатые медведи издавали типичные для жевания звуки не только во время еды, но и в перерывах между едой. Правда, звуки в «перерывах» звучали несколько иначе, чем обычно: ритм был более медленный, и продолжались они в общей сложности примерно десять минут в день. Кроме того, исследователи слышали в наушниках гортанные звуки, которые напоминали скрип несмазанных дверных петель. Отчетливое указание на то, что желудок и пищевод включили «задний ход». Или иначе выражаясь: животные отрыгивали кашу из желудка в ротовую полость – как это бывает только у жвачных животных, например у коров.

Но причислять сумчатых медведей из-за их отрыжки к долгопереваривающим жвачным животным не стоит, так как они переоборудовали свою пищеварительную систему. У коал в слепой кишке и толстой кишке целлюлоза листьев эвкалипта расщепляется. Несмотря на это, они тщательно пережевывают пишу: хорошо прожевано – наполовину переварено. Не поэтому ли состояние зубов играет центральную роль в сексуальной жизни этих забавных животных? В то время как самцы, имеющие безупречные зубы, постоянно осматриваются в поисках сексуальных партнеров, остальные представители мужского пола с более слабыми зубами только две-три минуты в день громкими призывами демонстрируют свой социальный статус и потенцию. До сих пор до конца не ясно, играет ли для самок какую-либо роль состояние зубов их партнеров.

Нужно заметить, что исследователям нелегко дались результаты, касающиеся сексуальной жизни сумчатых медведей, так как коалы спариваются крайне редко. Они вообще не много делают в своей жизни. Четверть времени они проводят за едой, остальное время дремлют или спят. Что, в общем-то, неудивительно, ведь в листьях эвкалипта содержится очень мало калорий, а переработать необходимое количество пищи можно только при значительных затратах энергии. Чтобы выжить в такой сложной ситуации, животное должно много есть и много отдыхать. Именно так и делает коала. По сравнению с ним даже ленивцы и черепахи – мастера действия. К сравнению: коала спит примерно двадцать часов в день – это на два часа больше, чем ленивец.

Единственное утешение: даже в состоянии летаргии коала может не опасаться быть застигнутой врагами врасплох, так как в ее жизненном пространстве опасных любителей коал нет. Но из-за своего однообразного рациона и недостатка движения, из-за чего любое событие – даже секс – становится стрессом, коалы крайне восприимчивы к инфекциям. Неважно, венерические ли это болезни, клещи, воспаление мочевого пузыря, инфекции дыхательных путей (несмотря на эвкалипт!), эрозия зубов, диарея, запоры, язва желудка, рак, обезвоживание и атрофия мышц и др. Это чудо, что они все еще не вымерли. Стресс, вызванный появлением человека в начале XX столетия, чуть было к этому не привел. Благодаря различным мероприятиям по охране природы вымирание вида удалось предотвратить.

Но расселение животных в специальные заповедные зоны может привести к катастрофе: потому что если условия жизни комфортны, даже ленивые коалы открывают в себе сексуальность.

Так, несколько лет назад их численность на острове Кенгуру близ южного побережья Австралии резко выросла на 33 000 экземпляров. По мнению экологов, это слишком много для имеющихся в наличии пищевых ресурсов. Перед их глазами вырисовывалась картина: тысячи умерших с голода сумчатых медведей. До сих пор ученые обсуждают, как можно предотвратить такой сценарий развития. Предлагаются различные меры – от систематического отстрела до применения противозачаточных таблеток, но несомненно, что проблема требует тщательного изучения. По причине сильной сексуальной деятельности может случиться так, что многие из сумчатых медведей умрут от венерических болезней.