Менно Схилтхёйзен - Дарвин в городе: как эволюция продолжается в городских джунглях

Как обычно и бывает в науке, их упорство, выносливость и полная невосприимчивость к скуке в конце концов оправдали себя. В 2013 году пара опубликовала в журнале Current Biology статью на две страницы, где собрала все данные, накопленные за тридцать лет возни с ласточками. В 1980-х, когда птицы еще только начали гнездиться на искусственных сооружениях у дорог, длина крыльев мертвых и живых особей была примерно равной – около 10,8 сантиметра. Но со временем крылья живых птиц становились все короче, где-то на два миллиметра в десять лет. Сам по себе этот факт незначителен, вот только в случае с ласточками, сбитыми машинами, все обстояло наоборот. К 2010 году крылья найденных на обочине птиц были уже на полсантиметра длиннее, чем у тех, кто беззаботно летал над дорогами. Более того, число мертвых ласточек сократилось почти на 90 %, хотя машин на дорогах было не меньше прежнего, а то и больше.

Вывод напрашивался сам собой. Выжить и передать свои гены потомству удавалось только тем ласточкам, чьи крылья были достаточно коротки, чтобы дать им быстро взлететь с дороги и не попасть под машину. Менее проворные особи с длинными крыльями одна за другой отлетали на обочину, откуда уже не взлетали, и их гены не попадали в общий генофонд. С каждым поколением выживающие ласточки уворачивались от машин все проворнее и проворнее, так что количество смертей в скором времени снизилось.

Вернемся в Европу. На юге Франции эволюция идет своей дорогой – или, скорее, вдоль дороги. Ботаник Пьер-Оливье Шепту из филиала Национального центра научных исследований Франции в Монпелье изучает сорняки на городских тротуарах – точнее, на небольших, почти метр на метр, участках почвы, где растут высаженные вдоль тротуаров деревья. Вот что он пишет в одной из своих статей: «Таких участков в городе несколько тысяч, и расположены они на равном расстоянии друг от друга – от пяти до десяти метров в зависимости от улицы». И правда: я спускаюсь в Монпелье на космическом корабле под названием Google Earth и вижу, что весь город пестрит квадратами почвы – словно на каждой дороге решили разместить по кусочку Версаля. Геометрический узор вдоль многочисленных улиц напоминает масштабный экологический эксперимент, и Шепту с коллегами охотно этим воспользовались.

На этих участках почвы растет почти сотня разных видов диких растений, в том числе скерда Crepis sancta . Внешне ее цветок походит на одуванчик, но стебель ветвится, так что на одном стебле может быть несколько цветков. Отцветая, цветок скерды становится белым пушистым шариком, прямо как одуванчик. Большинство семян мелкие и легкие, и у каждого из них есть свой крохотный парашютик. Есть и другие семена – тяжелые и без парашютиков. Так скерда умудряется поймать сразу двух зайцев. Тяжелые семена просто падают на землю, где их ждет плодородная почва, в которой выросло родительское растение. Легкие же дождутся порыва ветра или ребенка, который сорвет цветок и дунет. Тогда они полетят на своих парашютиках вдаль и вскоре приземлятся далеко от места, где росли. Если повезет, они найдут подходящий свободный участок почвы.

Во всяком случае так все устроено в природе. В центре Монпелье везение – штука трудноосуществимая: если не принимать в расчет трещины в асфальте, единственным подходящим местом для семян остаются тесные квадраты почвы, куда собаки ходят в туалет, а люди кидают фантики из-под конфет и окурки. Хоть скерда и попала в город только благодаря семенам с парашютиками, которые чудом очутились на почве и проросли, размножаться здесь она могла только при помощи тяжелых семян, которые падают вниз.

Итак, с точки зрения эволюции городская скерда должна была создавать больше тяжелых семян без парашютиков и меньше легких с парашютиками. Как выяснил Шепту, именно так и обстоит дело. Он взял образцы семян скерды на участках почвы вдоль семи центральных улиц города и на четырех лугах и виноградных полях, раскинувшихся в сельской местности. Все семена он принес в свою лабораторию, посадил в теплице и прорастил, обеспечив им одинаковые условия.

Когда растения отцвели, он подсчитал у каждого из них количество тяжелых и легких семян. Как выяснилось, у цветков, выращенных из городских семян, было в полтора раза больше тяжелых и в полтора раза меньше легких семян, чем у сельских цветков. Иными словами, в ходе эволюции городские растения начали отказываться от семян с парашютиками в пользу тех, что потяжелее. Основываясь на потере потомства и степени влияния генетики на производство семян, Шепту вычислил, что для такого эволюционного сдвига потребовалось около двенадцати поколений. Поколения скерды меняются из года в год, а на улицах, где собирал семена Шепту, новое покрытие клали за тридцать три года (самое раннее), а то и всего за десять лет (самое позднее) до начала исследования. Вот и еще один пример стремительной городской эволюции.

Опять же, несмотря на потрясающую скорость и расположение в центре города, эволюция просто идет своим чередом. Скерда в Монпелье попросту стала островным растением. Квадратные участки почвы образовали архипелаг в море дорог и тротуаров, и производство семян скерды изменилось так же, как у растений на настоящих островах в океане. В 1980-х Мартин Коди и Джейкоб Овертон из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе отправились в залив Баркли-Саунд в Канаде, где расположилось двадцать девять небольших островков. Там они обнаружили подобный процесс у семян другого сорняка – пазника Hypochaeris radicata , тоже похожего на одуванчик. В отличие от скерды эти растения производят всего один вид семян – с парашютиками. Измерив размеры семян и парашютиков, Коди и Овертон выяснили, что у островных растений семена гораздо тяжелее, чем у растущих на материке, а парашютики у них меньше. Объяснение этому то же, что и у скерды в Монпелье. Естественный отбор играл не в пользу растений с легкими семенами, ведь их потомство исчезало в море. Он способствовал эволюции растений с семенами потяжелее и более щуплыми парашютиками.

Недавно к животным, эволюционирующим в городской среде, присоединились анолисы – игуанообразные ящерицы, чье эволюционное портфолио и прежде было весьма увесистым. Среди позвоночных животных сложно найти более яркий пример эволюционного разнообразия, чем анолисы Центральной и Южной Америки и островов Карибского региона: в этом плане их обходят лишь две тысячи видов рыб семейства цихловых, что водятся в Великих Африканских озерах. Рассказывая об адаптивной радиации, в первую очередь вспоминают об анолисах: их насчитывается более 400 видов, у каждого из которых своя специализация и среда обитания. Они бывают совсем крохотными, всего несколько сантиметров в длину, и огромными, чуть меньше полуметра. Кожа у них может быть зеленой или бирюзовой, с серым или коричневым узором. Их носы бывают курносыми, как у Anolis chrysolepis, а бывают длинными, как у Anolis proboscis – их даже прозвали «ящерицами Пиноккио». Есть среди анолисов коренастые крепыши, внешне похожие на хамелеонов, – они с легкостью давят раковины улиток и куколки бабочек. Есть и ловкие любители понырять, которые ловят речных раков. А что уж говорить о многочисленных анолисах-древолазах! Те, что живут на стволах деревьев, спрыгивают на землю и гоняются за добычей на своих длинных ногах. У тех, что предпочитают ветви, ноги короткие – ими удобнее цепляться. У обитателей древесных крон увеличены нижние поверхности пальцев – это помогает не упасть со скользких листьев. (Кстати, из всех ящериц только анолисы и гекконы умеют висеть на одном пальце.) Некоторые анолисы живут в траве – благодаря длинным хвостам и продольным полосам на теле такую ящерицу легко спутать с травинкой. Все эти разновидности анолисов эволюционировали на разных островах независимо и неоднократно. «Они сделали это четырежды – на четырех Больших Антильских островах!» – восклицает Джонатан Лосос из Университета Вашингтона в Сент-Луисе, ведущий специалист по эволюции анолисов.