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

Автор книги: Йорг Циттлау

сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 10 страниц)

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.

ЧУВСТВОВАТЬ СЕБЯ ПО-ЗВЕРИНОМУ ХОРОШО: ЖИВОТНОЕ ЖЕЛАНИЕ ПОВЕСЕЛИТЬСЯ

Скандал в доме для престарелых: лоси и их алкогольная зависимость

Первое описание лося мы встречаем в источниках о галльской войне Юлия Цезаря. Конечно, рассказ о лосе изобилует охотничьими небылицами. Утверждали, что у лосей нет коленных суставов, поэтому в случае падения им очень тяжело подняться. Кроме этого, немецкие охотники вообще подпиливали деревья, чтобы они, как только лось на них обопрется, погребали его под собой. Еще невероятнее звучат рассказы в книге по естествознанию древнего историка Плиния. Он пишет, что лось, из-за своей большой верхней губы, мог кормиться, лишь пятясь назад. Нужно отметить, что лось всегда был объектом анекдотов. Сегодня мы уже знаем, что у него есть коленные суставы и ест он, двигаясь вперед. Несмотря на это, до сих пор с ним связано много смешных курьезных историй – даже не надо ничего придумывать, достаточно лишь за ним понаблюдать.

Например, взять его рога. Они растут до двух с половиной сантиметров в день (а это рост костей!) – такого в природе не бывает. Когда растут рога, они чешутся, и это значит, что лось испытывает постоянный зуд. Вот почему он часто подходит к деревьям и чешется о ствол. Или, например, он совершает такой акробатический номер: высоко поднимает одну из своих задних ног и трет рога под ногой в паховой области. От такого зрелища даже медведь от смеха теряет аппетит и уже просто не в состоянии лося съесть. Но если бы лось знал, что такие трюки скорее увеличивают его проблему, чем уменьшают, то он, конечно, отказался бы от них. Чем больше он чешет рога, тем больше они растут, и зуд усиливается. Вот как можно ошибиться!

Возникает вопрос: для чего вообще лосю его огромное украшение на голове? Для добычи пропитания он его не использует. Поскольку рога носят только самцы, можно предположить, что они служат для обольщения самок и являются своего рода «визитной карточкой» при встрече с соперниками. Как говорится: у кого больше всего отростков в кроне? Но эти эффектные отростки доставляют самцам кучу неприятностей. Во-первых, во время столкновений самцов в борьбе за самку рога сильно повреждаются, во-вторых, они могут достигнуть таких размеров, что их становится просто невозможно носить. Например, рога камчатского лося могут вырастать до ста девяноста сантиметров и весить до сорока четырех килограммов. С такими рогами очень трудно справиться. Они вынуждают к медлительным и размеренным движениям и соответствующему образу жизни, который ведут, например, ленивцы и медведи коала. Можно себе представить, что происходит, когда гигант в восемьсот килограммов с огромными рогами продирается сквозь чащу: все трещит – и непонятно, то ли это деревья, то ли сам лось.

Поэтому лосю практического некого боятся. За исключением человека. Но животное старается избегать встречи с ним. Вот если бы только это было возможно! Жители скандинавских стран вынуждены постоянно сталкиваться с рогатым великаном. Дело в том, что в Скандинавии лоси, особенно молодые животные, часто заходят в города и деревни. Эти гимнасты-любители не прочь прыгнуть сквозь витрину или стеклянные двери. В 1997 году одного лося занесло в Гётеборгскую школу – может быть, он хотел попросить учителя математики сосчитать ему отростки на рогах? Еще один инцидент произошел через четыре года. Действия другого представителя сохатых оказались не такими безобидными: он зашел в частный дом севернее города Хельсинки, разрушил кухню, сломал микроволновую печь – и в конце концов был застрелен полицией.

В шведском муниципалитете Ostra Goinge лоси стали туристическим аттракционом. «У нас постоянно что-то происходит», – сообщает туроператор Шарлотта Фогде-Андерсонн. Гуляя по сонному поселку, где проживает четырнадцать тысяч человек, в это трудно поверить, но здесь можно встретить стадо пьяных лосей. Тем такая встреча очень вероятна, особенно осенью. В это время в Ostra на яблонях висят перезрелые, почти уже перебродившие фрукты. Они находятся как раз на удобной для лосей высоте и прямо-таки просятся к ним в пасть.

Обычно лоси не жалуют яблоки, но осенью их вкус меняется. В это время фрукты содержат большое количество алкоголя, особенно когда они уже находятся – тщательно пережеванные – в желудке парнокопытных. О таких химических связях лось, конечно же, не знает. Но ему известно, что такие вкусненькие яблочки дарят приятное дурманящее состояние. Со всеми вытекающими последствиями. Включая скандалы.

В сентябре 2005 года банда абсолютно пьяных лосей атаковала дом престарелых. Пенсионерам, безусловно, не понравилось, что длинномордые пьяницы съели со стола весь приготовленный на завтрак мармелад. Недовольные жильцы позвонили в полицию. Но это не помогло. Взрослые лоси не испугались даже полицейских собак, поскольку были не в состоянии понять, кто это на них лает: времена, когда лосям приходилось отбиваться от волков, давно прошли. Полицейские попросили помощи у охотников. Зеленые костюмы и ружья сделали свое дело. Очевидно, лосям они были хорошо знакомы. Во всяком случае, дебоширы спешно удалились. Охотникам даже не пришлось стрелять.

Лоси убежали в лес и проспались. Можно предположить, что на следующее утро они проснулись не в лучшем настроении. Наверное, Юлий Цезарь в свое время застал зверей в такое «утро с похмелья», когда описал их как животных без коленных суставов. Откуда было императору из Средиземноморья знать, что не только римляне, но и тевтонские лоси любят оргии?

Свиристели в головокружительном полете: при каком количестве промилле нельзя летать?

Свиристели обыкновенные всегда удивляют, и внешним видом тоже. Если рассматривать их издалека, в оперении преобладает ржаво-коричневый цвет, но им удается выглядеть неприметно. Вблизи они явно красивее. Виден яркий хохолок на голове, а на кончиках крыльев – четкий черно-желто-красный узор, с помощью которого певчая птица пытается снискать благосклонность у партнерши.

Однако, несмотря на свой привлекательный внешний вид, у людей свиристели пользуются скверной славой. Причина в следующем: в Европе мы их некоторое время не видим, потому что в этот период они живут у себя на родине – в хвойных северных лесах. Но когда зимой возникает проблема с пропитанием, птицы собираются в стаи и шумной компанией, издающей звук гремящей связки ключей, отправляются в теплую Европу, наводя страх и ужас на людей. Раньше свиристели зачастую выбирали для перелетов неподходящее время. Они прилетали, когда в Европе как раз свирепствовали чума или голод. Поэтому этих вполне безобидных птиц назвали «чумными птицами», птицами, предвещавшими надвигающуюся беду.

Сегодня ситуация изменилась. Но предубеждения остались. Когда в начале 2006 года в Вену после нескольких лет перерыва снова прилетели свиристели и при этом с неба упала дюжина мертвых птиц, возникло опасение, что они принесли с собой в Европу птичий грипп. Все факты сходились: эпидемия пришла с востока, как раз оттуда же прилетели свиристели; кроме этого, стало известно, что птицы проживали рядом с человеком и могли заразиться от каких-нибудь куриц. Этого хватило, чтобы началась паника и ожили легенды о чумных птицах. Некоторые охотники-любители собрались истребить птиц.

Но паника оказалась необоснованной. Ветеринарная служба города исследовала погибших свиристелей и выяснила, что они влетели в пьяном состоянии в витрину или другое препятствие на пути и разбились. «Они просто были пьяны, – объяснила член городского совета Соня Вэсели, – и не видели, куда летят». Почему так произошло? Птицы во время перелета изголодались и поэтому набросились на виноград и рябину. Это самое любимое кушанье свиристелей, лишь во время сезона высиживания птенцов они вдобавок охотятся на насекомых. Проблема в поедании фруктов в том, что птице необходимо время для переваривания, а в течение этого времени ягоды могут начать бродить – вследствие чего возникает алкогольное опьянение. Притом настолько глубокое, что птицы забывают, как надо летать.

Можно, конечно, полагать, что птичье опьянение в Вене было случайностью. Такое происходит со многими представителями животного и птичьего мира. Ничего подобного! Ветеринары при вскрытии погибших птиц обнаружили не только много винограда и других ягод в желудке, но и изрядно увеличенную печень. Такое происходит только от алкоголя! Получается, что свиристели – хронические алкоголики. Возникает вопрос: они поедают забродившие ягоды и фрукты, потому что не понимают, чем им это грозит, или делают это сознательно, чтобы опьянеть? Ответа мы не узнаем.

Стоит поразмышлять над тем, что ученые в последние годы обнаружили у птиц огромные ресурсы интеллекта. Кто однажды наблюдал, как чайка ныряет в морскую волну, выныривая с другой стороны, словно мячик от пинг-понга, тот догадается, что она просто хочет порезвиться. Вполне возможно, что свиристель обыкновенный – перефразируя Ницше – настоящий «Дионис», любящий забыться в приятном дурмане.

ТОЛЬКО НИКАКОГО СКУЧНОГО БЕЗОПАСНОГО СЕКСА: РИСКОВАННЫЕ МОДЕЛИ РАЗМНОЖЕНИЯ В ЖИВОТНОМ МИРЕ

Одинокие кальмары в слепом полете

Шестьдесят тысяч евро стоит день работы немецкого исследовательского корабля «Полярная звезда» («Polarstern»). Эти немалые деньги идут не только из налоговых средств, но и предоставляются частными инвесторами. Что можно на этом заработать, непонятно. Исследовательская цель «Полярной звезды» – океан. Он занимает шестьдесят процентов поверхности земного шара, но исследован меньше, чем Луна и Марс. Причина лежит на поверхности: ни один человек не может выжить в океане. Во-первых, он очень холодный и абсолютно темный: солнечные лучи не проникают вглубь. Во-вторых, при погружении на большую глубину человек подвергается воздействию огромного давления, при этом оно повышается каждые десять метров – килограмм на квадратный сантиметр. На глубине в десять тысяч метров давление очень высокое: на крохотный квадратный сантиметр давит тонна воды – ни один человек этого не выдержит. Поэтому для исследований используются глубоководные аппараты.

Эти аппараты позволили уже многое узнать. Благодаря технике стало известно, что океанские глубины заселены намного больше, чем изначально предполагалось. Ученые оценивают население подводного мира в 500 тысяч видов животных. Очевидно, за прошедшие пятнадцать лет происходило регулярное увеличение поголовья рыб. На глубине свыше четырех тысяч метров популяция рыб утроилась. Возможно, это связано с изменением климатических условий в последние годы, из-за которых на глубину попадает все больше и больше пищи с поверхности. Популяция животных и рыб, живущих ближе к поверхности океана, регулируется совершенно не так, как на глубине. Там, наверху, царит принцип «нисходящего контроля», в соответствии с которым количество добычи определяется числом хищников. На глубине жизнь обитателей зависит от того, сколько питательных веществ – прежде всего в форме остатков пищи жителей верхних слоев – падает сверху. Это значит, чем больше рыбы и животных погибает наверху, тем многочисленнее становится население внизу.

Своеобразная стратегия пропитания не единственное, что делает жизнь в глубинах океана такой необычной. Ведь тот, кто хочет выжить в темном ледяном холоде, при невероятно высоком давлении воды, должен иметь не такое физическое строение, как те, кто живет в верхних слоях океана. Поэтому у глубоководных рыб слабые мышцы, жабры и сердце, а их скелет имеет небольшую костную массу. Зачастую у них нет чешуи, плавательного пузыря, есть только крохотные глазки. Они растут медленно, как в замедленном кино. Некоторым глубоководным рыбам требуется двадцать лет, чтобы, наконец, достичь полового созревания. Но они и живут более ста лет. Им необходимо столько времени, чтобы в темной бездне суметь найти подходящего партнера.

Пока глубинные рыбы упрощали, насколько это возможно, свои скелеты, головоногие вообще решили от них отказаться: каракатицы и кальмары относятся к моллюскам. Огромный кальмар к тому же содержит хлорид аммония, который делает его несъедобным для человека, но дает возможность плавать на глубине. В отличие от многих глубинных рыб у него сформировались большие глаза. Точнее, огромные: сорок сантиметров в диаметре – рекорд для представителей животного мира. Правда, отличное зрение не мешает ему помимо падали и рыбы поедать представителей своего собственного вида. Порой, как показывают исследования желудков пойманных головоногих, они устраивают настоящие оргии, поедая друг друга. Намек на нравственную деградацию в мрачных глубинах океана? Нет, конечно. Просто констатация факта, что головоногие тоже не совершенны и порой не могут сориентироваться в вечной темноте.

В середине 1990-х подводная лодка с дистанционным управлении «Алвин» вернулась из научной экспедиции в Тихом океане с необычным фильмом. На нем были запечатлены сцены из жизни кальмаров на глубине двухсот тысяч пятисот метров.

Кадры шестнадцатиминутного фильма запечатлели любовные игры парочки кальмаров. Было отчетливо видно, как оба моллюска обвивались друг вокруг друга. Маленький кальмар заталкивал более крупному специальное щупальце для копуляции в мантийную полость. Пока ничего необычного. Но при подробном просмотре фильма ученные установили, что оба животных были мужского пола. Такие случаи известны в природе. В общем, это не удивительно: дно океана – не дискотека на острове Майорка, бери что есть, даже если партнер того же пола. При еще более внимательном просмотре ученые обнаружили, что оба кальмара были еще и разного вида. Это выглядит примерно так, как если бы горилла приставала к дерзкой самке орангутанга. Но в царстве вечной темноты такой промах простителен, иначе животное просто обречено на одиночество.

Дрозофила: рожденная для лаборатории, погибающая за секс

Студенты-биологи уже через несколько семестров забывают, что дрозофила существует еще и в природе. Ведь плодовая мушка (иногда ее называют еще уксусная муха, потому что она всегда там, где что-нибудь забродило) является любимым объектом исследования генетиков. Ее можно вывести с розовыми, коричневыми, белыми глазами или глазами цвета красной киновари. Ее можно отучить летать или превратить в агрессивную жалящую муху. Некоторые даже заучивают буквы (и это не шутка!). Но миллионы дрозофил платят за свои способности к изменениям скучной и печальной жизнью в лаборатории. А начиналось ведь все совершенно безобидно.

Родина плодовых мушек – тропики. Как и когда они попали к нам, непонятно, но, возможно, их завезли с собой «белые господа», возвратившиеся из своих колоний. Ученые-энтомологи впервые описали дрозофилу в 1830 году. Ее лабораторная карьера началась в 1910 году в лабораториях американского генетика Томаса Ханта Моргана.

Для исследования уксусная мушка очень удобна. Во-первых, она крохотная – самая крупная особь достигает размеров двух с половиной миллиметров, поэтому выращивать ее можно в очень маленькой емкости. Во-вторых, дрозофила неприхотлива в еде. «Достаточно половины пакета молока и кусочка подгнившего банана, чтобы двести дрозофил могли замечательно жить целых четырнадцать дней», – пишет британских журналист Мартин Брукс в своей книге «Дрозофила. История успеха плотоядной мушки». Генетикам особенно важно, что, имея три набора парных хромосом и половую хромосому, дрозофила дает большое разнообразие мутаций и ее гены отчасти удивительно схожи с генами человека. Уже через несколько дней после рождения дрозофила способна к размножению – и ее используют, чтобы образовывать все новые и новые генерации мушек. В то время как Грегору Менделю приходилось ждать, чтобы выяснить будет его горох желтым или зеленым, смена поколений дрозофил происходит за несколько дней. Немного терпения – и перед нами насекомые с белыми глазами.

Но самая большая удача для генетиков состоит в том, что у дрозофил всегда возникают необычные мутации. Как будто эволюция, создавая уксусных мушек, никогда не была до конца уверена, какими же она их в действительности хочет видеть. Иногда у них ноги растут из головы, а голова там, где должна быть противоположная часть туловища. Если развивается какой-то новый признак, то через несколько поколений он может вдруг исчезнуть. Группа исследователей из университета Калифорнии проводила эксперименты в течение ни много ни мало двадцати пяти лет над дрозофилами-бананоедами, в результате которых были выведены особи с удивительными свойствами.

Так, например, были выведены мужские особи, которые в преклонном возрасте были особенно плодовиты и сравнительно легко переносили отсутствие пищи. Около ста поколений имели такие свойства, но у следующих пятидесяти они отсутствовали. Иногда большинство приобретенных признаков исчезало уже через двадцать генераций. Можно было бы возразить: они исчезли, потому что не использовались при первоначальных условиях жизни. С другой стороны, стоит задуматься: хорошая плодовитость в старости или, например, способность выживать в условиях нехватки пищи, собственно говоря, никогда не помешает. Тот, кто может производить в старости потомство и обходиться без пищи долгое время, всегда будет иметь преимущество при выживании вида. И не имеет значения, кто он.

Нестабильность генетических признаков дрозофилы указывает скорее на другой факт. Она, так сказать, лабораторное доказательство тому, что речь в эволюции идет не о прогрессе, а о многообразии. Признаки появляются и исчезают, и не всегда их появление и исчезновение имеет смысл. Природе часто приходят на ум бессмысленные идеи (как, например, розовые глаза). Они, что удивительно, остаются. А разумные мысли (как, например, плодовитость в старости), к сожалению, задерживаются ненадолго. Конечный результат в эволюции часто не качество, а многообразие.

Дрозофила, конечно, очень удобна для исследования, но существует так называемый закон природы, аксиомы которого, а именно что секс сохраняет молодость и продлевает жизнь, она опровергает. При спаривании необходимы не только движение и калории, но и стимулирующие и тонизирующие гормоны. У плодовой мушки дело обстоит по-другому. Обычно дрозофила живет от пятидесяти до шестидесяти дней. Но если самочка за свою жизнь часто спаривается, живет она меньше. Причина в том, что самцы при совокуплении выделяют ядовитое вещество, уничтожающее спермы клетки, сохранившиеся у самки от ее предыдущего партнера или которые она получит от следующего самца. Понятно, какую цель преследуют самцы таким коварным способом: они хотят повысить успешность продолжения своего рода. Цена этого – сокращение жизни самки. Таким образом, царство дрозофил никак не подтверждает тезис «секс – источник вечной молодости». Как раз напротив, очень сомнительно, что тому, кто слишком грубо передает свои гены, удастся продолжить свой род.