Величайшее Шоу на Земле: свидетельства эволюции.
Шрифт:
Что в действительности произошло при этом грандиозном разделении путей, никто не знает. Это случилось очень давно, и мы понятия не имеем где. Но современная эволюционная теория уверенно реконструировала бы нечто похожее на следующую историю. Две субпопуляции Protamnio darwinii тем или иным образом оказались изолированы друг от друга, наиболее вероятно, географическим барьером, таким как полоса моря, отделяющая два острова или отделяющая остров от материка. Это могла быть горная цепь, которая разделила две долины, или река, разделяющая два леса: два «острова» в общем смысле, который я определил. Имеет значение только то, что эти две популяции были изолированы друг от друга довольно долго, таким образом, когда время и стечение обстоятельств, в конечном счете, воссоединили их, они обнаружили, что разошлись настолько, что не могли больше скрещиваться. Как долго это «довольно долго»? Что ж, если бы они подверглись сильным и противоположным давлениям отбора, то это могли бы быть всего несколько столетий или даже меньше. Например, на острове могло не быть прожорливых хищников, которые рыскали по материку. Или популяция острова могла бы переключиться с насекомоядной на вегетарианскую диету, подобно Адриатическим ящерицам Главы 5. Еще раз, мы не можем знать подробностей того, как раскололся Protamnio darwinii,
Даже если условия с обеих сторон барьера идентичны, то два географически разделенных генофонда одного и того же вида в конечном счете разойдутся друг от друга до точки, где они больше не смогут скрещиваться, когда географическая изоляция наконец закончится. Случайные изменения в этих двух генофондах будут постепенно накапливаться до точки, где, если самец и самка от этих двух сторон встретятся, их геномы будут слишком различны, чтобы объединиться и создать способное к размножению потомство. По вине ли одного только случайного дрейфа, или при помощи дифференциального естественного отбора, однажды эти два генофонда достигли точки, где они больше не нуждались в географической изоляции, чтобы остаться генетически обособленными, мы называем их двумя различными видами. В нашем гипотетическом случае, возможно, популяция острова изменилась бы больше, чем материковая популяция, из-за отсутствия хищников и переключения на более вегетарианскую диету. И зоолог того времени мог бы признать, что популяция острова стала новым видом и дать ему новое название, скажем, Protamnio saurops, в то время как старое название, Protamnio darwinii, могло бы продолжать служить для материковой популяции. В нашем гипотетическом сценарии, возможно, островной популяции было суждено привести к возникновению завропсидов (это все те, кого мы называем нынешними рептилиями плюс птицы), в то время как материковая популяция в конечном счете дала бы начало млекопитающим.
Снова я должен подчеркнуть, детали моей небольшой истории — чистый вымысел. С тем же успехом популяция острова могла дать начало млекопитающим. «Остров» мог бы быть оазисом, окруженным пустыней, а не сушей, окруженной водой. И конечно, мы не имеем ни малейшего представления, где на поверхности Земли имело место это великое разделение — в самом деле, карта мира должна была выглядеть настолько другой, что этот вопрос едва ли что-либо значит. Не является вымыслом главный урок: большая часть, если не все, из миллионов эволюционных расхождений, заселивших Землю таким обильным разнообразием, начались со случайного разделения двух субпопуляций одного вида, часто, хотя не всегда, по разные стороны географического барьера, такого как море, река, горная цепь или пустынная долина. Биологи используют слово «видообразование» для раскола вида на два дочерних. Большинство биологов скажет Вам, что географическая изоляция — типичная прелюдия к видообразованию, хотя некоторые, особенно энтомологи, могут возразить, что «симпатрическое видообразование» также может быть важным. Симпатрическое видообразование также требует, чтобы некоторая изначальная, случайная изоляция запустила процесс, но она — нечто другое, чем географическое разделение. Это могло быть локальное изменение микроклимата. Я не буду вдаваться в детали, но только скажу, что симпатрическое видообразование, кажется, особенно важно для насекомых. Однако для простоты дела я буду в оставшейся части этой главы допускать, что начальная изоляция, предшествующее видообразованию, обычно является географической. Вы, может быть, помните, что, в обсуждении выведения домашних собак в Главе 2 я уподобил действие правил, установленных племенными селекционерами, созданию «виртуальных островов».
Как в таком случае две популяции вида оказываются на противоположных сторонах географического барьера? Иногда сам барьер является новосозданным. Землетрясение разверзает непроходимое ущелье или изменяет течение реки, и вид, бывший единой популяцией, оказывается разделенным надвое. Чаще бывает, что барьер существовал всегда, и это сами животные пересекали его в редких случаях. Это должно происходить редко, иначе не стоило бы называть это барьером вообще. До 4 октября 1995 года на карибском острове Ангилья не было представителей вида игуана обыкновенная, Iguana iguana. В этот день популяция этих больших ящериц внезапно появилась на восточной стороне острова. К счастью, их прибытие было замечено. Они цеплялись за спутанные бревна и корни деревьев, некоторые более 30 футов длиной, дрейфующие от соседнего острова, вероятно, Гваделупы, что на расстоянии 160 миль. В предыдущем месяце два урагана, Луис 4–5 сентября и Мэрилин две недели спустя, пронеслись через эту область и могли легко выкорчевать деревья вместе с игуанами, обычно проводящими время на деревьях. Новая популяция на Ангильи все еще сохранялась в 1998 году, и доктор Элен Ченски, руководившая первым исследованием, сообщила мне, что они процветают по сей день, по-видимому даже больше, чем другие виды игуан, которые жили на Ангильи до того, как прибыли новые интервенты.
Главное в таких необычных случаях расселения — что они должны быть достаточно часты, чтобы объяснить видообразование, но не слишком частыми. Если бы они были слишком частыми — если бы, скажем, игуаны дрейфовали с острова Гваделупа до Ангильи каждый год — то популяция, из которой зарождался вид, непрерывно затоплялся бы поступающим на Ангилью потоком генов, и поэтому не могла бы отклониться от популяции острова Гваделупа. Между прочим, пожалуйста, не будьте введены в заблуждение использованием мною такой фразы как «должны быть достаточно часты». Она может быть неправильно понята, как будто подразумевает, что были предприняты определенного рода шаги, обеспечивающие островам как раз нужное расстояние друг от друга, чтобы облегчить видообразование! Конечно, это помещает телегу перед лошадью. Скорее везде, где оказывается, что есть острова (острова в широком смысле, как обычно), отстоящие на расстояниях, подходящих для облегчения видообразования, там видообразование и произойдет. И подходящее расстояние будет зависеть от того, насколько легко путешествовать животным, которым это предстоит. Те 160 миль, что отделяют остров Гваделупа от Ангильи, были бы детской игрушкой для любой сильной летающей птицы, такой как буревестник. Но морская
Галапагосский архипелаг отделен от материка Южной Америки примерно 600 милями открытой воды, почти в четыре раза больше, чем проплыли в Ангилью те игуаны на своем выкорчеванном плоту. Все острова вулканические и молодые по геологическим мерками. Ни один из них никогда не был связан ни с каким материком. Вся фауна и флора островов должна была перебраться туда, по-видимому, с материка Южная Америка. Даже при том, что маленькие птицы могут летать, 600 миль достаточно, чтобы сделать переправу вьюрков очень редким событием. Однако не настолько редким, чтобы этого не могло случиться, и на Галапагосах есть вьрки, предки которых в какой-то момент истории были, по-видимому, принесены туда, вероятно, необычным штормом. Все эти вьюрки — узнаваемо южноамериканского типа, хотя сами виды уникальны для Галапагосских островов. Посмотрите на карту Дарвина, которую я выбрал по сентиментальным причинам и потому что он использовал великолепно по-морскому звучащие английские названия для островов, а не современные испанские названия. Заметьте, что 60-мильный масштаб — приблизительно одна десятая расстояния, которое животное должно было преодолеть, чтобы изначально прибыть на архипелаг с материка. Сами острова лишь в десятках миль друг от друга, но в сотнях миль от материка. Какой замечательный рецепт для видообразования. Было бы упрощением сказать, что вероятность того, чтобы быть случайно пригнанным ветром или переправленным на плоту через морскую преграду на остров обратно пропорциональна ширине преграды. Однако будет отчетливая обратная корреляция некоторого рода между расстоянием и вероятностью переправы. Различие между средним межостровным расстоянием в несколько десятков миль и 600-мильным расстоянием до материка является настолько большим, что можно ожидать, что архипелаг будет генератором видообразования. И так оно и есть, как понял в конечном счете Дарвин, хотя лишь после того, как он уехал с островов, чтобы никогда не вернуться.
Это несоразмерность между расстоянием в десятки миль между островами в пределах архипелага и расстоянием в сотни миль от всего архипелага до материка заставляет эволюциониста ожидать, что различные острова могли бы предоставить жилище видам, довольно подобным друг другу, но более отличающимся от своих двойников на материке. И именно это мы и обнаруживаем. Сам Дарвин хорошо об этом выразился, языком, очень близким к эволюционному, даже раньше, чем он должным образом сформулировал свои идеи.
Я поместил ключевую фразу курсивом, и повторю ее повсюду в этой главе в различных контекстах. Видя эту градацию и разнообразие состава в одной маленькой, тесно связанной группе птиц, можно было бы действительно представить, что из первоначального скудного числа птиц на этом архипелаге один вид был взят и модифицирован для различных целей. В подобной манере можно себе представить, что птица, первоначально канюк, была вынуждена здесь взять на себя обязанности кормящегося падалью Polybori американского континента.
Последнее предложение — ссылка на галапагосского канюка, Buteo galapagoensis, еще один вид, обнаруженный только на Галапагосах, но несколько напоминающий виды на материке, особенно Buteo swainsoni, который, на самом деле, ежегодно мигрирует между Северной и Южной Америкой и, возможно, был унесен с курса в одном или двух необычных случаях. В настоящее время мы должны были бы назвать галапагосского канюка и нелетающего баклана «эндемичными» для этих островов, подразумевая, что это — единственное место, где они найдены. Сам Дарвин, полностью еще не принявший эволюции, использовал тогдашнюю общеупотребительную фразу «исконные создания», которая означала, что Бог создал их здесь и нигде больше. Он использовал ту же самую фразу относительно гигантских сухопутных черепах, которые тогда имелись в большом количестве на всех островах, а также относительно двух видов игуан: галапагосского конолофа (галапагосской сухопутной игуаны) и галапагосской морской игуаны. Морские игуаны — действительно замечательные существа, весьма отличающиеся от всего того, что мы видим где-либо еще в мире. Они ныряют к морскому дну и щиплют водоросли, которые, похоже, являются их единственной пищей. Они — грациозные пловцы, хотя, по откровенному мнению Дарвина, некрасивы на вид:
Это отвратительно выглядящее существо грязного черного цвета, глупое и медлительное в своих движениях. Обычная длина взрослого — около ярда, но есть некоторые целых четырех футов длиной… их хвосты сбоку приплюснуты, и все четыре лапы частично перепончатые… Когда в воде эта ящерица плавает с прекрасной непринужденностью и быстротой благодаря змеиным движениям ее тела и уплощенного хвоста — лапы неподвижны и плотно прижаты по сторонам.
Так как морские игуаны настолько хороши в плавании, можно было бы предположить, что они, а не сухопутные игуаны, совершили длительную переправу с материка и впоследствии образовали в архипелаге новые виды, приведя к возникновению сухопутной игуаны. Однако, это почти наверняка не так. Галапагосская сухопутная игуана не слишком отличается от игуан, все еще живущих на материке, тогда как морские игуаны уникальны для Галапагосского архипелага. Ни одна ящерица с тем же морским образом жизни никогда не была обнаружена где-либо еще в мире. Мы в настоящее время уверены, что сначала именно сухопутная игуана прибыла с южноамериканского материка, возможно, перевезенная на плоту из деревьев, как современные игуаны с острова Гваделупа, унесенные к Ангилье. На Галапагосах они впоследствии образовали новые виды, приведя к возникновению морской игуаны. И почти наверняка географическая изоляция, обеспеченная мозаикой разбросанных островов, сделала возможным начальное разделение между предковыми сухопутными игуанами и только что отделившимся видом морских игуан. По-видимому некоторые сухопутные игуаны случайно переплыли на плотах на остров, где до того времени игуан не было, и там приобрели морские повадки, избавленные от загрязнения генами, поступавшими от сухопутных игуан на исходном острове. Намного позже они распространились на другие острова, в конечном счете вернувшись на остров, с которого их сухопутные предки первоначально произошли. К настоящему времени те больше не могли скрещиваться с ними, и их генетически унаследованные морские повадки были избавлены от опасности загрязнения генами сухопутных игуан.