Расплетая радугу: наука, заблуждения и тяга к чудесам
Шрифт:
В некоторых случаях тело животного — это описание мира в прямом смысле, его наглядное представление. Палочник живет в мире из веток, и его тело — репрезентативный слепок веток, листьев, трещин, почек и всего остального. Волосяной покров оленя — пестрая картина лесной подстилки, освещенной солнечным светом, проходящим сквозь деревья. Пяденицы являются моделью лишайника на коре дерева. Но так же, как искусство не должно быть буквальным и репрезентативным, животные, можно сказать, отражают свой мир по-другому: импрессионистским, скажем, или символическим. Художник, пытающийся эффектно изобразить скорость полета, едва ли смог бы сделать что-то лучшее, чем формой стрижа. Возможно потому, что у нас есть интуитивное понимание обтекаемости форм, может быть потому, что мы привыкли к стреловидной красоте современных реактивных самолетов, может быть потому, что мы получили определенные знания физики турбулентности и числа Рейнольдса, в этом случае мы можем сказать, что форма
Крот не в буквальном смысле имеет форму подземного туннеля. Возможно, он своего рода негативное изображение тоннеля, принявшее форму, позволяющую через этот туннель протиснуться. Его передние лапы не похожи на почву буквально, но они напоминают лопаты, которые, благодаря опыту или интуиции, мы можем рассматривать как функциональное дополнение к почве: лопаты, приводимые в действие сильными мускулами для копания почвы. Есть еще более поразительные случаи, когда животное, или часть животного, не буквально отображает свой мир, но соответствует некоторой его части, на манер перчатки. Спиральное брюшко рака-отшельника — закодированный образ раковин моллюсков, в которых жили гены его предков. Или, можно сказать, что гены рака-отшельника содержат закодированные предсказания о проявлениях мира, в котором краб окажется. Поскольку современные улитки и моллюски — в среднем такие же, как и древние улитки и моллюски, раки-отшельники все также подогнаны к ним и выживают — предсказание сбывается.
Виды крошечного клеща приспособлены ездить в точном месте на внутренней части клешнеподобных мандибул особой касты рабочих бродячих муравьев. Другой вид клеща приспособлен ездить на первом суставе одной антенны бродячего муравья. Каждый из этих клещей принял такую форму, чтобы соответствовать своей определенной среде обитания, как ключ соответствует замку (профессор К. В. Реттенмейер сообщил мне — к моему сожалению — что нет ни одного клеща, приспособленного для левых антенн, и других, приспособленных для правых). Так же, как ключ содержит (взаимодополняюще или в виде негатива) информацию о своем собственном замке (информацию, без которой дверь не может быть открыта), так же клещ содержит информацию о своем мире, в данном случае о форме сустава насекомого, где он размещается. (Паразиты — часто очень специализированные ключи, соответствующие замкам своих хозяев намного более детально, чем хищники, по-видимому, потому что для хищника нетипично нападать только на один вид хозяина. У выдающегося биолога Мириам Ротшильд есть запас восхитительных примеров, включая «червя, который живет исключительно под веками гиппопотама и питается его слезами».)
Иногда приспособление животного к миру интуитивно ясно, или благодаря здравому смыслу, или наметанному глазу инженера. Любой может понять, почему перепончатые лапы настолько распространены среди животных, которые часто входят в воду — утки, утконосы, лягушки, выдры и другие. Если вы сомневаетесь, наденьте пару резиновых ласт и испытайте чувство мгновенного облегчения при плавании. Вам, возможно, было бы даже жаль, что вы не родились с лапами лягушки, пока вы не выйдете из воды и не попытаетесь ходить в ваших ластах. Мой друг Ричард Лики, палеоантрополог, борец за охрану природы и герой Африки, потерял обе ноги в авиакатастрофе. Теперь у него есть две пары протезов ног: одна пара с обувью, очень большая для устойчивости и прочно затягиваемая, чтобы ходить, и другая пара с ластами для плавания. Конечности, которые хороши для одного образа жизни, плохи для другого. Трудно спроектировать животное, которое может делать две такие разные вещи хорошо.
Любой может понять, почему у выдр, тюленей и других дышащих воздухом животных, которые живут в воде, часто имеются ноздри, которые могут быть закрыты по их желанию. Опять же, пловцы часто прибегают к изобретениям, в этом случае возник зажим для носа, напоминающий прищепку для белья. Любой, наблюдая за муравьедом, питающимся через отверстие в муравейнике или термитнике, может быстро понять, почему они украшены длинным тонким носом и липким языком. Это верно не только для специализированных муравьедов Южной Америки, но и неблизкородственных с ними ящеров и трубкозубов из Африки, и еще менее близкородственного сумчатого муравьеда и связанных с ними очень далеким родством ехидн Австралазии. Менее очевидно, почему у всех млекопитающих, которые едят муравьев или термитов, низкая скорость метаболизма — низкая температура тела по сравнению с большинством млекопитающих, и соответственно низкий уровень биохимического обмена.
Наши зоологи будущего, чтобы восстановить предковые миры и их генетические описания, должны будут заменить интуитивный здравый смысл систематическим исследованием. Вот как они могли бы поступить. Начать с составления списка животных, которые не очень тесно связаны друг с другом родством, но которые объединены важным аспектом их жизни. Водоплавающие млекопитающие были бы хорошим примером. Имеется более десятка отдельных случаев, когда наземные млекопитающие вернулись, чтобы жить, полностью либо частично, в воде. Мы знаем, что они делали это независимо друг от друга, потому что их близкие родственники до сих пор живут на суше. Пиренейская выхухоль является своего рода водным кротом, тесно связанная родством с нашим знакомым роющим кротом. Выхухоли и кроты — представители отряда насекомоядных. Другие представители насекомоядных, которые эволюционировали независимо для жизни в пресной воде, включают водных землероек, один водный вид исключительно Мадагаскарской группы щетинистых ежей и три вида родственных выдровых землероек. Это четыре отдельных возвращения к воде только среди насекомоядных. Все четыре — более близкие родственники животных, живущих на суше, чем других пресноводных видов в этом списке. Мы должны считать трех выдровых землероек как одно возвращение в воду, потому что они родственны друг другу и, вероятно, все произошли от недавнего водного предка.
Выжившие киты, вероятно, представляют собой не более чем два отдельных возвращения в воду: зубатые киты (включая дельфинов) и усатые киты. Выжившие дюгони и ламантины — близкие родственники друг от друга, и, конечно, их общий предок тоже жил в море: и они, таким образом, представляют только одно возвращение в море. В семействе свиней большинство живет на суше, но бегемоты частично вернулись жить в воду. Бобры и настоящие выдры — пример других животных, предки которых возвратились к воде. Их можно напрямую сравнить с родственниками, оставшимися на суше, скажем луговыми собачками в случае бобров и барсуками в случае выдр. Норка является представителем того же рода, что и ласки и горностаи (что ставит их так же близко друг к другу, как лошадей, зебр и ослов друг к другу), но они полуводные и имеют частично перепончатые лапы. Существует южноамериканский водяной опоссум, или плавун, которого можно напрямую сравнить с его сухопутными родственниками среди опоссумов. Среди млекопитающих Австралазии, откладывающие яйца утконосы живут в основном в воде, ехидны на земле. Мы можем составить приличный список подходящих пар: каждая независимо эволюционировавшая водная группа в паре с самым близким родственником, которого мы смогли обнаружить из тех, кто остался на суше.
Если имеется список подобранных пар, можно сразу заметить некоторые очевидные вещи. У большинства водных обитателей есть по крайней мере частично перепончатые лапы; у некоторых есть хвост, который приобрел форму весла. Они настолько же очевидны, как и длинный, липкий язык, общий у муравьедов. Но, как муравьеды разделяют низкий уровень метаболизма, вероятно, существуют менее очевидные особенности, разделяемые водными млекопитающими, в отличие от своих наземных родственников. Как мы их обнаружим? Системным статистическим анализом; возможно, чем-то похожим.
Глядя на наш ряд подобранных пар, мы производим множество измерений, тех же самых измерений что и для остальных животных. Мы измеряем все, что можем анализировать, без априорных ожиданий: ширину таза, радиус глаза, длину кишечника, в десятки раз больше, чем все, возможно, в пропорции к общим размерам тела. Теперь забросьте все измерения в компьютер и предложите ему определить, каким измерениям необходимо придать больший вес, чтобы отличить водных животных от их наземных родственников. Мы можем вычислить число, «показатель различий», просуммировав все измерения, умножив каждое на весовой коэффициент. Компьютер установит веса, полученные для каждого измерения, с целью максимизировать различия, в конечном итоге, между морскими млекопитающими и их наземными коллегами. Коэффициент для перепонок лап предположительно по результатам анализа окажется с высоким весом. Компьютер обнаружит, что целесообразно придать — если вы пытаетесь максимизировать различие между водными и земными животными — множителю индекса перепончатости большее значение, прежде чем добавить его к показателю различий. Другие параметры — которые являются общими для млекопитающих без учета влажности их мира — должны быть умножены на ноль, чтобы устранить не относящееся к делу и сбивающий вклад во взвешенную сумму.
В конце анализа мы смотрим на весовые коэффициенты всех наших параметров. Те, которые выходят с высоким весом, как коэффициент перепончатости лап — это параметры, которые имеют какое-то отношение к водному образу жизни. Перепончатость очевидна. Мы надеемся на то, что анализ раскроет и другие важные различающие факторы, которые не настолько очевидны. Биохимические параметры, например. Когда мы их получим, мы можем затем почесать голову и задаться вопросом, какую связь они имеют с проживанием в воде или на суше. Это позволяет выдвинуть гипотезы для дальнейших исследований. Даже если этого не произойдет, любые параметры, которые дают нам статистически значимое различие между животными, выбравшими какой-либо образ жизни, и их родственниками, выбравшими иной, вероятно, скажут нам что-то важное об этом образе жизни.