Джерри Койн - Эволюция: Неопровержимые доказательства

Есть и противоположные случаи: растения, которые мимикрируют под животных. У некоторых видов орхидей цветы искусно подражают пчелам и осам, включая пятнышки, изображающие глаза, и лепестки в форме крыльев. Сходство достаточно сильное, чтобы обмануть многих близоруких самцов насекомых, которые опускаются на цветок и пытаются с ним совокупиться. Пока это происходит, поллинарий [36]орхидеи приклеивается к голове насекомого. Когда недовольный самец снимается с места, не удовлетворив свою страсть, он, сам того не ведая, переносит пыльцу на следующую орхидею, оплодотворяя ее в ходе своей следующей неудавшейся псевдокопуляции. Естественный отбор отточил форму и окрас орхидеи так, чтобы она напоминала поддельное насекомое, потому что растения, привлекающие опылителей подобным образом, имеют больше шансов передать свои гены следующему поколению. Некоторые орхидеи соблазняют своих опылителей еще больше, вырабатывая химические вещества, которые пахнут как половые феромоны пчел.

Поиск пищи, как и поиск партнера, нередко требует сложных адаптаций. Хохлатая желна – птица с хохолком, самый большой дятел в Северной Америке – добывает пищу, выдалбливая дырки в деревьях и вытаскивая из древесины насекомых, в частности муравьев и жуков. Помимо удивительной способности определять наличие добычи под корой (возможно, на слух или улавливая движение насекомых, в точности не известно), желна наделена целым комплексом черт, которые помогают ей охотиться и долбить деревья. Пожалуй, самая необычная из них – это поразительно длинный язык дятла {27}. Основание языка у желны крепится к челюстной кости, далее язык поднимается через одну ноздрю, полностью огибает затылок и возвращается в клюв снизу. Большую часть времени язык у желны втянут, но птица может запускать его, чтобы извлекать муравьев и жуков. Язык желны заостренный и покрыт липкой слюной, что помогает вытаскивать лакомых насекомых через продолбленные отверстия. Кроме того, свой клюв хохлатая желна использует, чтобы выдалбливать дупла под гнезда и барабанить по дереву, призывая самцов и защищая территорию.

Дятел представляет собой отбойный молоток, созданный самой природой. Невольно возникает вопрос: как такая маленькая и нежная птица способна долбить древесину, не нанося себе повреждений? (Представьте себе, какая сила удара нужна, чтобы вбить в дерево гвоздь.) Нагрузка, которую получает череп хохлатой желны, неимоверна: когда птица выстукивает сигналы для себе подобных, то способна наносить до 15 ударов в секунду , и каждый удар порождает воздействие такой силы, как если бы вы стучали головой в стену со скоростью 26 км/ч. На такой скорости можно покорежить автомобиль. Дятел подвергается настоящей опасности: под таким воздействием у него может повредиться мозг или выскочить глаза.

Чтобы избежать повреждений мозга, череп желны имеет особую форму и укреплен дополнительной костью. Клюв держится на хрящевой подушке, а мышцы вокруг клюва сокращаются за мгновение до каждого удара, чтобы перевести силу удара от мозга в укрепленное основание черепа. При каждом ударе веки у дятла закрываются, чтобы глаза не выскочили из орбит. Кроме того, ноздри дятла прикрыты веером из маленьких перышек, поэтому птица не вдыхает опилки и древесную труху, когда долбит ствол. Чтобы удержаться на дереве, желна опирается на очень прочные и твердые хвостовые перья, а также надежно держится за ствол четырехпалой лапой в форме буквы Х (два пальца впереди, два сзади).

На что ни взглянешь в природе, везде увидишь животных, которые, как может показаться, замечательно сконструированы, чтобы вписываться в окружающую среду, будь то физические параметры, такие как температура и влажность, или взаимодействие с другими организмами – соперниками, хищниками и добычей, – с которыми животным приходится иметь дело. Неудивительно, что самые первые натуралисты верили, будто животные были созданы верховным Богом-творцом, чтобы исполнять каждое свою роль.

Дарвин в «Происхождении видов» опроверг это представление. В одной-единственной главе он полностью заменил века убежденности в идее божественного творения новой идеей неразумного материалистического процесса, естественного отбора, который мог дать тот же результат. Трудно переоценить эффект, который это откровение оказало не только на биологию, но и на мировоззрение человечества. Многие до сих пор не оправились от потрясения, и идея естественного отбора до сих пор вызывает яростные и иррациональные протесты.

Однако естественный отбор еще и поставил перед биологией ряд вопросов и нерешенных задач. Каковы доказательства того, что он действует в природе? Может ли естественный отбор и впрямь объяснить адаптации, включая сложные? Дарвин в своих построениях в основном полагался на аналогию: широко известный успех сельскохозяйственных производителей, которые преображали животных и растения в организмы, пригодные для пищи, содержания в домашних условиях и для декоративных целей. Но на тот момент у Дарвина было очень мало прямых доказательств в пользу того, что естественный отбор работает в природных популяциях. И поскольку, как предполагал Дарвин, естественный отбор работает крайне медленно, изменяя популяции за тысячи или миллионы лет, трудно было бы проследить его в действии в течение одной человеческой жизни.

К счастью, благодаря усилиям полевых и лабораторных биологов теперь у нас есть доказательства естественного отбора – и в изобилии. Как обнаруживается, естественный отбор действует везде и во всем, он тщательно исследует каждую особь, выбраковывает непригодных и сохраняет гены более приспособленных. Естественный отбор способен порождать сложные адаптации, и иногда за удивительно короткий срок.

Естественный отбор представляет собой ту часть дарвинизма, которую чаще и больше всего понимают неверно. Чтобы увидеть, как он работает, давайте рассмотрим простую адаптацию: окрас шерсти у хомячков. У «классического» берегового хомячка (Peromyscus polionotus) шубка коричневая, а водится он в почве темных тонов. Но в дюнах на побережье Флоридского залива, состоящих из светлого песка, обитает разновидность того же вида под названием пляжный хомячок, у которого окрас светлее, почти белый с едва заметной коричневой полоской вдоль хребта. Этот более светлый окрас представляет собой адаптацию, призванную замаскировать хомячка от хищников, таких как ястребы, совы и цапли, которые охотятся в дюнах белого песка. Откуда мы знаем, что это адаптация? Простой (хотя и несколько жестокий) эксперимент, проведенный Дональдом Кауфманом из Университета штата Канзас, показал, что хомячки лучше выживают в природе, если их шерсть соответствует цвету почвы, в которой они живут. Кауфман выстроил два больших загона на открытом воздухе и в один поместил темную почву, а в другой светлую. В каждый из загонов он посадил равное количество хомячков темного и светлого окраса. Затем он запустил в каждый из загонов по очень голодной сове, а через некоторое время проверил, какие хомячки уцелели. Как он и ожидал, хомячки, чей окрас наиболее сильно контрастировал с почвой, стали совиной добычей быстрее остальных, тем самым доказав, что замаскированные хомячки, сливающиеся с окружающей средой, выживают лучше. Этот эксперимент также объясняет общую закономерность, наблюдаемую в природе: в более темной почве живут хомячки более темного окраса.