Полеты воображения. Разум и эволюция против гравитации
Шрифт:
Примерно 40 миллионов лет назад в Южную Америку попали грызуны и мелкие обезьяны, в результате мы получили их богатое разнообразие. Тогда карта мира выглядела иначе: Африка находилась ближе к Южной Америке, а между ними были острова. Вероятно, обезьяны и грызуны переплывали с острова на остров на естественных плотах из растений или на деревьях, поваленных в море ураганом. Такие нетипичные события могли произойти всего один раз, после чего новоприбывшие странники обнаруживали славное новое местечко, где можно было жить, размножаться, а в дальнейшем и эволюционировать. То же самое происходило и с птицами с той оговоркой, что крылья давали им фору. Тем не менее неверно было бы говорить, что такие случайные колонизации – это преимущество крыльев. Выходит, умение летать – способность невероятно полезная. Но почему же тогда не все животные летают? А точнее, почему многие животные отказались от идеальных крыльев, которые были у их предков?
Глава 3
Он о капусте речь ведет,
Потом о королях,
И почему моря кипят,
И о свиных крылах.
Льюис Кэрролл, Алиса в Зазеркалье”, 1871[5]
Сейчас моря не кипят, хотя примерно через пять миллиардов лет вскипят. И свиньи не летают, но почему – вопрос отнюдь не глупый. Это шутливый подход к более общей проблеме: если нечто так прекрасно, почему оно есть не у всех животных? Почему крылья есть не у всех животных? Например, их нет у свиней. На это многие биологи ответят: “Это потому, что в распоряжении естественного отбора никогда не было генетической вариации, из которой могли бы развиться крылья. Не возникло нужных мутаций, причем, вероятно, в силу того что эмбриология свиней просто не располагала средствами, чтобы выпустить отросточки, из которых в дальнейшем могли вырасти крылья”. Но мне этот ответ приходит в голову не первым. Я бы добавил, что крылья не принесли бы свиньям пользы, они мешали бы при их образе жизни, и даже если бы крылья приносили им пользу, экономические затраты перевесили бы их полезность. Крылья – это не всегда хорошо, что доказывает пример тех животных, чьи предки обладали крыльями, но отказались от них.
И СВИНЬИ МОГЛИ БЫ ЛЕТАТЬ
Сейчас они не летают, но, может быть, раньше умели?
А если нет, то почему? Когда вообще резонно задаться вопросом, почему животные чего-то не умеют? Например, спросить, почему некоторые животные не летают?
У рабочих муравьев нет крыльев, они ходят везде пешком. Впрочем, лучше подходит слово “бегают”. Предками муравьев были крылатые осы, то есть современные муравьи потеряли крылья за время эволюции. Но крылья есть у родителей рабочего муравья – и у матери, и у отца. Каждый рабочий муравей – бесплодная самка, снабженная полным набором генов муравьиной матки-царицы, и у нее были бы крылья, если бы ее растили иначе, как подобает царице. Потенциальные крылья спрятаны в генах каждого муравья, свернуты, как пружинки, однако у рабочих особей эта пружина не распрямляется. Должно быть, в том, чтобы иметь крылья, есть что-то дурное, иначе рабочие муравьи реализовали бы свои генетические способности их отращивать. Если у одних самок крылья отрастают, а у других нет, значит, за и против крыльев очень тонко уравновешены.
МУРАВЬИНАЯ МАТКА СБРАСЫВАЕТ НЕНУЖНЫЕ КРЫЛЬЯ
У рабочих муравьев никогда не отрастают крылья, хотя у их отцов и матерей они были и их гены прекрасно знают, как их отрастить. Крылья сильно переоценены.
Матке-царице крылья нужны, чтобы найти новый дом вдали от родного муравейника. О том, почему это хорошо, мы поговорим в II-й главе. Кроме того, крылья дают молодой царице возможность повстречать крылатых самцов не из своего муравейника. Мы еще вернемся к тому, почему такое неродственное спаривание – это хорошо. Рабочие муравьи не размножаются, поэтому этих двух потребностей у них нет. Они проводят основную часть жизни под землей, ползая по тесному пространству. Наверное, крылья мешали бы в узких коридорах и галереях подземного муравейника. На это указывает и то, что муравьиная матка, единственный раз в жизни спарившись и найдя подходящее место для нового муравейника, сбрасывает крылья. У одних видов она их отгрызает, у других – выдирает лапками. Отгрызть себе крылья – довольно жестокий способ доказать, что они не всегда желанны. Свою службу в брачном полете и поиске нового жилья крылья уже сослужили, а для жизни под землей они ненужная роскошь и, возможно, даже помеха, поэтому теперь от них надо избавиться.
МУРАВЬИНЫЕ ЦЕПОЧКИ ВЗАИМОПОМОЩИ
Муравьи великолепно умеют сотрудничать. В этом случае они строятся в длинные цепочки, чтобы утащить многоножку, которую одному муравью ни за что не сдвинуть с места.
Разумеется, рабочие муравьи не все время проводят под землей. Они бегают вокруг муравейника, собирают пищу и приносят ее домой. Даже если под землей крылья мешают, может, стоило сохранить их, чтобы рабочие муравьи могли собирать корм так же, как их предки – осы? Те и правда быстрее муравьев, но задумаемся вот о чем: муравьи часто приносят домой добычу больше собственного веса – например, целого жука. Летать с такой ношей они бы не смогли. Нередко они объединяются, чтобы вместе притащить еще более крупный трофей. Колонны кочевых муравьев могут поднять и тащить даже скорпиона. Осы и пчелы обыскивают обширные площади в поисках маленьких порций пищи, а муравьи ищут корм близко от дома, но переносить его по воздуху было бы слишком тяжело.
Полет – занятие крайне энергозатратное даже без полной загрузки. Как мы вскоре убедимся, летательные мышцы ос – это миниатюрные поршневые двигатели, сжигающие очень много сахаристого авиатоплива. И отращивать крылья тоже дорого: любая часть тела создается из материалов, поступающих в организм в виде пищи, и снабдить четырьмя крылами каждую из тысяч рабочих особей в муравейнике – затея недешевая. Это сильно истощило бы экономические ресурсы колонии. Вероятно, все эти соображения и привели к отказу от крыльев. На страницах этой книги мы будем постоянно сталкиваться с идеей экономического равновесия. Вопросы эволюционных преимуществ – для чего хорош тот или иной орган – всегда предполагают экономическую оценку компромиссов, уравновешивание выгоды и затрат.
Термиты во многом отличаются от муравьев, но есть и общие черты. В детстве, когда я жил в Африке, мы называли их “белыми муравьями”, однако это совсем не муравьи – они даже не родственники. Муравьи – родственники пчел и ос, а термиты ближе к тараканам. В ходе эволюции они независимо пришли к муравьиному образу жизни от своих тараканьих истоков, а муравьи – от осиных. Но при внешнем сходстве у их образа жизни есть важные различия.
КОГДА-ТО ЦАРИЦА ТЕРМИТОВ БЫЛА КРЫЛАТОЙ
А теперь превратилась просто в мегафабрику по производству яиц. Ее брюшко так чудовищно раздулось, что коричневые плашки экзоскелета раздвинулись и отстоят далеко друг от друга.
Рабочие муравьи, пчелы и осы – это всегда бесплодные самки, а рабочими термитами, помимо бесплодных самок, могут быть и бесплодные самцы. Однако термиты похожи на муравьев в том, что рабочие термиты бескрылые, а у плодовитых самок и самцов (цариц и царей) есть крылья, которыми они пользуются в тех же целях, что и крылатые муравьи. К тому же крылатые термиты роятся примерно так же, как и муравьи, и это впечатляющее сезонное зрелище. В детстве мои приятели во время роения белых муравьев вбегали в гущу насекомых и заталкивали их себе в рот, а жареные термиты в Африке считаются деликатесом.
Царицы-матки термитов тоже сбрасывают крылья после брачного полета, как и муравьиные матки, и, вероятно, по тем же причинам. Более того, после этого они так чудовищно раздуваются, что сама идея крыльев становится издевательской. Голова, грудь и лапки остаются узнаваемыми, как у обычного насекомого, а брюшко превращается в огромный жирный белый мешок с яйцами. Матка термитов – яйце-фабрика, утратившая способность к движению. За свою долгую жизнь ей предстоит произвести на свет более 100 миллионов яиц.
Рабочие муравьи и термиты – яркие примеры, с которых стоило начать эту главу, поскольку и те, и другие генетически снабжены всем необходимым, чтобы отрастить крылья, но не делают этого. Муравьиные матки, как мы убедились, готовы даже оторвать или отгрызть себе крылья. Птицы себе крылья не отгрызают, это трудно даже представить. Единственный отдаленно похожий пример – автотомия хвоста. Термин “автотомия” – древнегреческий и буквально означает “самоотрезание”, это умение животного отбросить хвост или его часть, если его схватил хищник. Это полезный трюк, независимо возникший в ходе эволюции у многих видов ящериц и амфибий. Но у птиц он не встречается. В отличие от муравьиных маток, птицы никогда не подвергают автотомии собственные крылья.