Борис Медников - Дарвинизм в XX веке

По всей Европе широко распространена наземная улитка цепея (близкая родственница виноградной улитки). Уже давно было подмечено, что колонии улиток этого вида из разных мест отличаются по цвету раковины. Иногда в популяции преобладают особи, имеющие светло-желтую или розоватую раковину, иногда особи с бурой раковиной. Раковина может быть полосатой или же не иметь полос. Высказывались предположения, что мы имеем здесь дело с проявлением дрейфа генов. Действительно, малочисленные популяции улиток с крайне ограниченной способностью к передвижению — как будто бы благодатный материал для обнаружения генетико-автоматических процессов.

Однако дело обстоит гораздо сложнее. Английские исследователи Кэйн и Шеппард показали, что популяции с преобладанием полосатых и светлоокрашенных особей обитают в кустарниках и траве. На однотонном темном фоне (почва в темных буковых лесах) доминируют бурые и неполосатые улитки. Окраска раковин оказалась криптической. Главный фактор отбора здесь, по-видимому, птицы. Это удалось доказать, исследуя «столовые» певчих дроздов. Дрозды разбивают раковины улиток о камни, поэтому у скоплений камней всегда находится много обломков раковин съеденных моллюсков; в них преобладали останки особей, контрастировавших с фоном обитания.

Примечательно, что отбор в данном случае не доводит дело до конца, в противном случае в траве обитали бы только светлые и полосатые, а в лесу только однотонные и бурые улитки. Дело в том, что фон обитания разный в разные сезоны года. Ранней весной, когда трава еще не выросла, улитки с однотонными раковинами имеют селективное преимущество даже на лугу. Кроме того, хищники не единственный фактор отбора. Полиморфизм в популяциях улиток поддерживается совместным селективным действием биотических факторов (птицы) и абиотических (главным образом температура и влажность). Есть опыты, показывающие, что формы с однотонной и светлой раковиной более устойчивы к колебаниям температур.

Предостерегающая окраска: вверху — бабочка-пестрянка в полете и сидящая (содержит в крови синильную кислоту); внизу — клопы, несъедобные из-за дурного запаха и вкуса.

Говоря об опытах Чеснолы и Беляева, мы уже упоминали, что популяции богомола полиморфны: в них встречаются как ярко-зеленые, так и бурые формы. В засушливых местностях, где растения летом выгорают, преобладают бурые богомолы, а там, где трава остается зеленой — зеленые. В окрестностях Карадага, где Беляев ставил сбои опыты, подходящим по фону субстратом для зеленой формы к концу лета оставались фактически одни ползучие плети диких каперцев. Есть четкая корреляция между уровнем осадков в данной местности и процентом бурых форм: с приближением к среднеазиатским пустыням зеленая форма практически выпадает. Вспомните уже рассмотренный нами пример из генетики человека — возрастание процента группы крови В по мере приближения к древним очагам оспы!

Итак, природа давным-давно использует такие выдумки, человека, как защитную форму-хаки, белый халат лыжника и пятнистый комбинезон десантника. Подчеркнем, что возникнуть защитные окраски могли только в результате отбора, проводимого хищниками. К окраске может прибавляться и форма — известны насекомые, подражающие по форме сухим сучкам, листьям, птичьему помету и иным малосъедобным предметам (этот феномен называется мимезией).

Но так бывает отнюдь не всегда. Многие животные не только не прячутся, а, наоборот, громко заявляют о своем существовании. Окраска у них яркая, «кричащая», они не делают никаких попыток скрываться. Причина ясна: они несъедобны из-за противного вкуса или запаха, или же ядовиты, вооружены колючками или жалом. Такая окраска называется предостерегающей или апосематической.

В начале опыта стрекоза раскачивается на ниточке перед глазами голодной жабы. (Жабы ловят только движущихся насекомых.)

Жаба жадно хватает приманку; изо рта торчат только брюшко и крылья жертвы.

Затем жабе предлагается муха-ктырь, обладающая большим внешним сходством со шмелем, но не способная жалить.

Жаба, которая никогда не имела дела со шмелем, пожирает муху так же охотно, как стрекозу.

Теперь перед жабой раскачивается шмель. Как и предыдущие приманки, насекомое не способно улететь, но может жалить.

Так и случилось! Жаба кидается на приманку, но получает яростный укол в язык и выплевывает шмеля.

Когда жабе преподносят следующего шмеля, она не бросается на него, а пригибает голову к земле, хорошо помня полученный урок.

Теперь земноводному предлагают муху-ктыря. Жаба отказывается и от этой приманки, принимая муху за шмеля: предостерегающая окраска мухи действует вполне эффективно.

Чтобы доказать, что жаба отвергает эти приманки не потому, что она стала всего остерегаться или просто насытилась, животному предлагают стрекозу.

Жаба хватает стрекозу так же охотно, как и в начале опыта. Итак, она еще голодна, но научилась отличать съедобную пищу от несъедобной.

Большой популярностью у малосъедобных животных пользуется комбинация черного и желтого цветов. Черно-желтая «тельняшка» осы хорошо известна всем. Не менее бросаются в глаза черно-желтые гусеницы бабочек-медведиц, из-за отвратительного вкуса избегаемые птицами. Эта же окраска встречается и У позвоночных животных. Окраска одного из немногих сомов, перешедших к жизни в море — плотозуса, так же как и наших амурских сомиков-касаток, представляет комбинацию черных пятен и полос на желтом фоне (эти рыбы вооружены ядовитыми колючками, уколы которых вызывают сильную боль). Ядовитая слизь хорошо защищает черно-желтую пятнистую саламандру. Но еще лучше защищена от врагов пятнистая древесница — самая ядовитая лягушка земного шара, кожными выделениями которой индейцы Колумбии отравляли наконечники стрел. Яд древесницы влияет на центральную нервную систему и так силен, что стрела с этим ядом действенна не только против крупных обезьян, но и ягуаров. Расцветка древесницы — белые, желтые или оранжевые пятна по темно-каштановому или черному фону. Вспомним, наконец, единственных ядовитых ящериц — ядо-зубов. Они тоже расписаны черными полосами и пятнами по ярко-желтому или оранжевому фону.