Тим Беркхед - Самая совершенная вещь на свете [Внутри и снаружи птичьего яйца]

Это высказывание типично для споров об эволюции, проходивших в 1920-е гг., до того, как теория естественного отбора объединилась с генетикой в синтетическую теорию эволюции для объяснения биологических явлений во всей их полноте. По сегодняшним стандартам, аргумент Томсона выглядит довольно запутанным: он предполагает, что цвет яйца «закреплен» в биологических особенностях вида, а выбор места для гнезда свободен от ограничений. Иными словами, что естественный отбор больше влияет на выбор места для гнезда, чем на окраску яйца. Сегодня такое предположение выглядело бы неубедительно.

В настоящее время мы знаем, что естественный отбор воздействует на изменчивость в том числе и окраски яиц и что эта изменчивость должна быть закодирована в генах, без трансформаций которых не может быть никаких эволюционных изменений. Мы знаем, что изменчивость возникает как результат генетических мутаций, и если бы Томсон изложил свой аргумент в отношении белых яиц в наши дни, он мог бы сказать, что: (а) у некоторых видов, возможно, никогда не возникало мутаций, вызывающих появление различий в цвете яиц, на которые мог воздействовать естественный отбор, и (б) у таких видов отбор мог благоприятствовать иным особенностям вроде выбора более укромных мест для устройства гнезда, маскировочного оперения взрослых птиц или более решительного поведения защищающих гнездо родителей.

Существует несколько гипотез, объясняющих связь между белыми яйцами и укромными полостями для гнездования. Одна из них, предложенная Александром Морисоном Макалдоуи в 1880-е гг., гласит, что пигмент в яичной скорлупе защищает развивающийся эмбрион от солнечного излучения и, следовательно, не обязателен для птиц, гнездящихся в темных полостях {148} 148 В работе – McAldowie , 1886 – дано иное объяснение белой окраски яиц у птиц, гнездящихся в замкнутых укрытиях. Утверждается, что белые яйца заметны лучше, чем пигментированные, и поэтому птицы-родители с меньшей вероятностью нанесут им ущерб, наступая на них, – идея, впервые высказанная Генри Сибомом ( Seebohm, 1883). .

Как признавал Уоллес, яйца первых птиц были, вероятно, белыми и без отметин, как яйца их рептильных предков. Рептилиям не нужны окрашенные яйца, потому что они прячут их в земле, в полостях или под растительностью, поэтому они находятся в относительной безопасности как от хищников, так и от солнечного излучения. С тех пор как птицы появились в процессе эволюции и начали использовать различные типы подложек для устройства гнезд, их яйца неизбежно оказывались выставленными на дневной свет и потому были более уязвимы для хищников. Кажется разумным предложить, что в таких обстоятельствах коричневые и пестрые яйца будут менее заметными и менее уязвимыми для хищников, чем белые, и именно так считали Эразм Дарвин и Уоллес.

Есть два способа проверить гипотезу Уоллеса о том, что окрашенные и покрытые узором яйца больше защищены от хищников, чем белые, лишенные пятен. Во-первых, мы могли бы исследовать в сравнительном плане окраску яиц у птиц, гнездящихся в различных местах, и посмотреть, наблюдаются ли какие-либо общие закономерности {149} 149 Cassey et al. , 2012. Обнаружили несколько соответствий между цветом яиц и биологией размножения у некоторых видов. . Во-вторых, мы могли бы провести эксперимент, и самый очевидный из них – изменить цвет яиц и проверить, повлияет ли это на вероятность их обнаружения хищниками. Немало таких опытов уже было проделано, часто с использованием куриных яиц, которые окрашивали либо в белый цвет, либо в маскировочный и оставляли на виду в искусственных гнездах, а затем прослеживали их уязвимость к воздействию хищничества. Эти эксперименты выглядят столь показательными, а их результаты – настолько очевидными, что их едва ли стоит повторять. Надо сказать, что в целом эти результаты мало соответствуют предсказаниям гипотезы Уоллеса. В большинстве случаев белые яйца оказывались не более уязвимыми для хищников, чем яйца, окрашенные в маскировочный цвет. Означает ли это, что Уоллес был неправ? Возможно. Но не исключено, что эксперименты были некорректно поставлены, без соблюдения тех или иных предосторожностей. Например, окрашенные экспериментальные яйца могли издавать запах и тем самым привлекали хищников-млекопитающих, которые разыскивают добычу главным образом при помощи обоняния. Далее, эксперименты могли не учитывать, что зрение птиц отличается от нашего. В таком случае возможно, что, несмотря на порывы художественного творчества исследователей, яйца, окрашенные ими в маскировочный цвет, были не слишком хорошо спрятаны от птиц-хищников вроде ворон и сорок. В-третьих, во многих из этих экспериментов окрашенные яйца размещали в искусственных гнездах, которые, возможно, были заметными для хищников уже сами по себе.

Для тех, кому близка мысль о том, что окраска птичьих яиц обеспечивает их защиту от хищников, проблемой всегда были голубые яйца вроде тех, которые свойственны европейскому певчему дрозду или странствующему дрозду, обитающему в Северной Америке. Они резко бросаются в глаза в своих бурых чашевидных гнездах – по крайней мере, в глаза человеку [31] Ярко-голубыми бывают яйца и у птиц, гнездящихся в глубоких нишах каменистых обрывов, например у каменок рода Oenanthe . – Прим. науч. ред. . Эразм Дарвин предполагал, что этот цвет можно назвать маскировочным, потому что при взгляде снизу сквозь то, что он назвал «их плетеными гнездами», они менее заметны на фоне голубого неба. Это неверно сразу во многих отношениях, в том числе из-за того, что гнезда видов вроде певчего и странствующего дроздов обмазаны изнутри глиной и увидеть что-либо сквозь них невозможно; кроме того, неверным было предположение, будто хищники будут непременно видеть гнезда снизу.

В целом существует три основные категории эволюционных объяснений цвета яиц, и мы рассмотрим каждую из них по очереди: камуфляж в противоположность заметности, защита от пернатых гнездовых паразитов и индивидуальное опознавание собственных яиц особями-родителями.

Если вам когда-нибудь пришлось пересечь галечную отмель под пронзительные крики целой орды пестроносых крачек, вы должны знать, сколько внимания требуется, чтобы не наступить случайно на их гнездо с чудесно камуфлированными яйцами. Тогда вам, возможно, даже не повезло, и вы испытали ужасное ощущение от треска яйца, не выдержавшего тяжесть вашей ноги. Яйца многих птиц, гнездящихся на земле, вроде крачек, зуйков, прочих куликов и перепелов часто обладают настолько совершенным камуфляжем, что допустить такую ошибку совсем не трудно. Легко представить себе, каким способом естественный отбор совершенствовал в последовательном ряду поколений сходство между яйцами и фоном субстрата. Яйца, которые сильно отличались от него, хищники обнаруживали и поедали, так что гены, ответственные за это несоответствие, просто не передавались следующему поколению. То же самое имело место в классическом примере естественного отбора в действии, описанном для бабочки березовой пяденицы Biston betularia. На деревьях, сплошь покрытых сажей – детищем промышленной революции, отбор благоприятствовал особям, обладавшим более темной окраской крыльев и поэтому лучше замаскированным от внимания хищных птиц. Последующие исследования на березовой пяденице и на других видах бабочек выявили важный дополнительный аспект их камуфляжа: по мере того как естественный отбор поколение за поколением совершенствовал их покровительственную окраску, он благоприятствовал особям, предпочитавшим держаться на поверхностях, фон которых максимально соответствовал их собственной окраске {150} 150 Cook et al., 2012; Webster et al., 2009. . Это ставит вопрос о том, не выбирают ли птицы вроде крачек или куликов такие места гнездования, которые обеспечивают лучший камуфляж их кладкам. Недавние исследования на японском перепеле, яйца которого, как мы уже видели, сильно испещрены отметинами, установили, что самки, похоже, «знают» окраску собственного яйца и выбирают участок для гнездования, который обеспечивает наилучшее из возможных совпадение по цвету яиц и подложки. Этот поведенческий компонент заметно усиливает эффективность камуфляжа. Главный вопрос здесь: откуда самки перепела знают , как выглядит их собственное яйцо, – узнают ли они об этом при первой своей попытке размножения или же это врожденное знание, подобное генетически закрепленным стандартам окраски самих яиц или манеры выбора мест для размножения? {151} 151 Lovell et al ., 2013. .