Слепой часовщик

Докинз Ричард

Хотя большинство слабоэлектрических рыб, как африканской, так и в южноамериканской группе, производит электрические разряды дискретными импульсами и называются «импульсными» видами, меньшинство — в обеих группах, производит их иначе, называется они «волновыми» видами. Я не буду углубляться в это различие далее. Для нашей главы интересно то, что раскол на импульсные и волновые виды появился дважды, независимо, в несвязанных между собой группах Старого и Нового света.

Один из наиболее причудливых из известных мне примеров конвергентной эволюции — это так называемые периодические цикады. Перед рассказом о конвергентности, мне нужно изложить немного сопутствующей информации. У многих насекомых имеется довольно жёсткое разделение между стадией кормящейся личинки, в которой они проводят большую часть своей жизни, и относительно краткой стадии репродуктивного взрослого насекомого. Например, подёнки проводят большую часть жизни в воде — как кормящиеся личинки, затем выходят на воздух на один-единственный день, из которого состоит вся их взрослая жизнь. Мы можем

уподобить взрослое насекомое невесомому крылатому семени растения, например — платана, а личинку — аналогичной главному растению, однако разница в том, что платаны производят много семян и распространяют их в течение многих лет, в то время как личинка подёнки порождает только одно взрослое насекомое в конце своей личиночной жизни. Так вот, периодические цикады довели подёночную практику до крайности. Взрослые особи живут несколько недель, но стадия «личинки» (точнее, скорее «нимфы») продолжается у них 13 лет (у одних разновидностей) или 17 лет (у других разновидностей). Все взрослые особи выходят почти точно в один и тот же момент, проведя 13 (или 17) лет в уединении в подземелье. Нашествия цикад, которые происходят в конкретной местности один раз в точно 13 (или 17) лет, являет собой впечатляющую вспышку, что привело к тому, что их стали неправильно называть «саранчой» в народной американской речи. Разновидности эти известны, соответственно, как 13-летние и 17-летние цикады.

И вот действительно замечательный факт. Оказалось, 13-летняя и 17-летняя разновидность не являются двумя видами! Их три вида, и каждый из них имеет и 17-летнюю и 13-летнюю разновидность или расу. Разделение на 13-летнюю и 17-летнюю расу было достигнуто независимо и не менее, чем три раза. Похоже на то, что промежуточные периоды 14, 15 и 16 лет избежали конвергенции, причём не менее трёх раз. Почему — мы не знаем. Единственное предложение, которое придёт в голову любому — что 13 и 17 являются простыми числами, а 14, 15 и 16 — нет. Простое число — это такое число, которое не делится нацело ни на одно из других чисел. Идея состоит в том, что раса животных, которая регулярно взрывается нашествиями, заставляет её специализированных хищников или паразитов поочередно то «тонуть в изобилии», то голодать. И если эти нашествия тщательно рассчитаны так, чтобы происходить раз в простое число лет, то врагам становится намного труднее синхронизировать с ними свои жизненные циклы. Если бы цикады выходили каждые 14 лет, то они могли бы эксплуатироваться видом паразита с 7-летним жизненным циклом. Это довольно странная идея, но не более странная, чем само явление. Мы и вправду не знаем, что особенного в 13 и 17 годах. Для наших задач важно, что в этих числах что-то особенное должно быть, потому что три различных вида цикад независимо сошлись на них.

Крупномасштабные примеры конвергенции обнаруживаются тогда, когда два (или больше) континента изолированы друг от друга в длительное время, и параллельные «профессии» избраны неродственными животными на каждом из них. Под «профессиями» я понимаю способы зарабатывания на жизнь, такие, как проделывание нор у червей, постройка жилищ у муравьев, охота на больших травоядных, поедание листвы деревьев. Хороший пример — конвергентная эволюция целого диапазона профессий млекопитающих на разделённых континентах Южной Америки, Австралии и Старого Света.

Эти континенты не всегда были разделены. Поскольку наши жизни измеряются в десятилетиях, и даже жизни наших цивилизаций и династии измеряются только столетиями, мы привыкли воспринимать карту мира и расположение континентов как нечто незыблемое. Теория дрейфа континентов была уже давно предложена немецким геофизиком Альфредом Вегенером, но большинство людей смеялось над ним примерно до второй мировой войны и даже позже. Все соглашались с фактом, что Южная Америка и Африка выглядят похожими на распиленные лобзиком кусочки одной пластинки, но это считалось только забавным совпадением. В результате одной из самых решительных и радикальных научных революций, прежде спорная теория «континентального дрейфа» теперь стала общепринятой под названием «тектоники плит». Доказательства того, что континенты дрейфовали, и что, например, Южная Америка действительно откололась от Африки, теперь приходят буквально отовсюду, но наша книга — не о геологии, поэтому я не буду углубляться в них. Для нас важным является то, что временная шкала дрейфа континентов аналогична временной шкале эволюционных линий животных, и поэтому мы не можем игнорировать континентальный дрейф, если мы хотим понять примеры эволюции животных на этих континентах.

Вплоть до примерно ста миллионов лет назад Южная Америка была соединена с Африкой на востоке, а с Антарктикой на юге. Антарктика была соединена с Австралией, а Индия была присоединена к Африке через Мадагаскар. То был фактически один огромный южный континент, которым мы теперь называем Гондваной, и он состоял из нынешних Южной Америки, Африки, Мадагаскара, Индии, Антарктики и Австралии, соединённых воедино. Существовал также единый большой северный континент под названием Лавразия, состоявший из нынешних Северной Америки, Гренландии, Европы и Азии (кроме Индии). Северная Америка не была связана с Южной. Примерно 100 миллионов лет назад на Земле произошёл большой раскол континентов, которые медленно переместились в их нынешнее положение. Конечно, они продолжают двигаться и сейчас, и будут продолжать двигаться и далее. Африка присоединилась к Азии через Аравию и стала частью огромного континента, который мы теперь называем Старый Свет. Северная Америка отдрейфовала

от Европы, Антарктика отдрейфовала к югу в нынешнее заледеневшее местоположение. Индия отделилась из Африки и пересекла то, что теперь называется Индийским Океаном. В конечном счете, она врезалась в юг Азии и подняла Гималаи. Австралия отдрейфовала далеко от Антарктики в открытое море, чтобы стать островным континентом, отделённым ото всех.

Так случилось, что распад большого южного континента Гондваны началась в эру динозавров. Когда Южная Америка и Австралия откололись и начали своё длительное существование в изоляции от остального мира, на каждой из них был собственный груз динозавров, а также менее впечатляющих животных, которым предстояло стать предками современных млекопитающих. Затем, много позже, произошло вымирание динозавров (за исключением одной их группы, ныне известной как птицы), причины которого непонятны и являются предметом больших и выгодных спекуляции. Важно, что вымерли они во всём мире. В результате создался вакуум в «профессиональных нишах» открытый для заполнения другими животными Земли. В течение нескольких миллионов лет эволюции этот вакуум был заполнен главным образом, млекопитающими. Для нас здесь интересно то, что было три независимых «вакуума», и все три были независимо заполнены млекопитающими в Австралии, Южной Америке и Старом Свете.

Примитивные млекопитающие, которые оказались в этих трёх зонах — в момент, когда динозавры более или менее одновременно освободили большие «профессиональные ниши жизни», были все довольно мелкими и невзрачными, вероятно, ночными, до этого они затмевались и подавлялись динозаврами. Теперь они могли эволюционировать в каждой из трёх областей — в радикально различных направлениях. До какой-то степени так и случилось. В Старом Свете нет ничего, что бы напоминало гигантского ленивца Южной Америки, ныне, увы, вымершего. Широкий спектр южноамериканских млекопитающих включал исчезнувшую гигантскую морскую свинку, размером с современного носорога, но грызуна (я должен уточнять «современного» носорога, потому что в фауне Старого Света имелся гигантский носорог размером с двухэтажный дом). Но хотя на каждом из отдельных континентов появились свои уникальные млекопитающие, общая схема эволюции на всех континентах была той же самой. Млекопитающие всех трёх континентов, которым случилось оказаться там в момент вымирания динозавров, бурно эволюционировали и породили специалистов в каждой из «профессий», которые во многих случаях привели к знаменательно подобным специалистам на других двух. Каждая профессия, будь то рытьё нор, профессия крупного охотника, профессия равнинного травоядного и так далее, были предметом независимой конвергентной эволюции на двух или трёх отдельных континентах. В дополнение к этим трём главным центрам независимой эволюции, были меньшие острова, типа Мадагаскара, у которых имеются свои интересные параллельные истории, в которые я не буду вдаваться.

Если не рассматривать странных яйцекладущих млекопитающих Австралии — утконоса и колючую ехидну, то все современные млекопитающие относятся к одной из двух больших групп. Это сумчатые (детёныши которых рождаются очень маленькими и растут в сумке) и плацентарные (все остальные, включая нас). Сумчатые доминировали в истории Австралии, плацентарные — в Старом Свете; в Южной Америке обе группы играли примерно равноважные роли. Южноамериканская история осложнена тем, что она была подвержена спорадическим волнам вторжений млекопитающих из Северной Америки.

Обрисовав сцену, мы теперь можем непосредственно рассмотреть некоторые «профессии» и конвергенции. Важная «профессия» нацелена на эксплуатацию больших полей, известных в разных местах как прерии, пампасы, саванна и т. д. Занятые в этой сфере виды включают лошадиных (главный африканский вид которых называется зеброй, а пустынные модификации называются ослами) и рогатый скот, вроде североамериканского бизона, ныне находящегося на грани исчезновения. У травоядных как правило очень длинный кишечник, содержащие различные виды ферментопродуцирующих бактерий, так как трава — корм грубый, нуждается длительном переваривании. Как правило, они едят практически непрерывно. Огромные потоки растительного материала текут сквозь них подобно реке весь день. Эти животные часто очень крупные и часто передвигаются большими стадами. Каждый из этих крупных травоядных — гора ценной еды для любого хищника, который сможет её использовать. Вследствие чего, как мы увидим, существует целая индустрия, занимающаяся трудной задачей ловли и убийства их. Это хищники. Когда я говорю «профессия», я фактически имею в виду множества «под-профессий»: львы, леопарды, гепарды, дикие собаки и гиены охотятся своим особенным способом. Аналогичные «подпрофессии» имеются как и у травоядных, так и во всех других «отраслях».

У травоядных чуткие органы чувств, которые постоянно и бдительно следят за хищниками, также они обычно способны к очень быстрому бегу, чтобы от них убежать. Для этой цели они часто обладают длинными, веретенообразными ногами; как правило, они бегут на кончиках пальцев ног, которые особенно удлинились и усилились в ходе эволюции. Ногти на кончиках этих специализированных пальцев ног стали большими и твёрдыми; мы называем их копытами. У рогатого скота имеются два увеличенных пальца на кончиках каждой ноги: пресловутые «раздвоенные» копыта. У лошадей — всё почти то же самое, исключением того, что, вероятно, по исторической случайности, они бегут только на только одном пальце ноги вместо двух. Он развился из того, что первоначально было средним из этих пяти пальцев. Другие пальцы ног почти полностью исчезли в ходе эволюции, хотя иногда вновь появляются в странных «атавизмах».