Книга: Самое грандиозное шоу на Земле

«Можно действительно представить себе…»

«Можно действительно представить себе…»

Как две популяции одного вида оказываются по разные стороны географического барьера? В принципе он может просто возникнуть: например, землетрясение может образовать ущелье или изменить русло реки, и тогда популяция окажется разделенной. Но чаще всего барьер существует изначально, и сами животные пересекают его в результате какого-либо необычного события. Такое событие обязательно должно быть редким, иначе какой это барьер? До четвертого октября 1995 года на карибском острове Ангилья не было представителей вида Iguana iguana. В этот день на восточном побережье острова неожиданно появилась популяция этих крупных ящериц. К счастью, это событие не ускользнуло от наблюдателей: игуаны прибыли на плоту из вырванных с корнем деревьев (некоторые десятиметровой длины). Плот приплыл с другого острова — вероятно, с лежащей в 160 милях Гваделупы. В течение месяца перед этим над островами пронеслись два урагана: «Луис» (4–5 сентября) и «Мэрилин» (двумя неделями позднее). Они вполне могли повалить деревья и унести их в океан вместе с игуанами, которые любят проводить время на деревьях. В 1998 году переселенцы чувствовали себя превосходно, и, по словам доктора Элен Ценски[118], возглавившей их изучение, дела у них шли не только не хуже, а даже лучше, чем у других видов игуан, прежде обитавших на Ангилье.

Чтобы подобные события могли способствовать видообразованию, они должны происходить часто, но не слишком часто. Слишком частые события — если, например, игуаны с Гваделупы ежегодно плавали бы на Ангилью — привели бы к постоянному пополнению генофонда игуан Ангильи генами игуан с Гваделупы, так что новый вид на Ангилье не смог бы обособиться. Кстати, не поймите меня неправильно, когда я говорю, что события должны происходить достаточно часто. Это не значит, что кто-то специально располагает острова на таком расстоянии друг от друга, чтобы на них хорошо шло видообразование. Напротив, там, где есть острова (в широком смысле), находящиеся друг от друга на расстоянии, не препятствующем видообразованию, там будет идти видообразование. А подходящее расстояние определяется трудностью его преодоления конкретным животным и означает только простоту перемещения для животных. Сто шестьдесят миль, отделяющие Ангилью от Гваделупы, — пустяк для сильной птицы, например буревестника. А водный барьер шириной всего несколько сотен метров может оказаться труднопреодолимым для лягушек или бескрылых насекомых.

Галапагосские острова находятся примерно в шестистах милях от побережья Южной Америки, что вчетверо больше, чем расстояние от Гваделупы до Ангильи. Архипелаг имеет вулканическое происхождение и с точки зрения геологии сравнительно молод. Эти острова никогда не были частью материка. Вся нынешняя флора и фауна Галапагосских островов должна была как-то перебраться туда с большой земли, скорее всего из Южной Америки. Хотя мелкие птицы умеют летать, расстояние в шестьсот миль делает перелет очень редким событием. Редким, но вероятным: на Галапагосских островах живут вьюрки, предки которых были когда-то, скажем, занесены сюда бурей. Вьюрки несомненно близки к южноамериканским, хотя все современные галапагосские виды уникальны и встречаются только на этом архипелаге. Посмотрите на карту. Острова лежат всего в десятках миль друг от друга, но в сотнях — от материка. Замечательные возможности для видообразования. Было бы упрощением считать, что вероятность преодоления барьера обратно пропорциональна его ширине, но обратная корреляция между расстоянием и вероятностью пересечения все-таки должна быть. Разница между средним расстоянием от острова до острова и расстоянием от архипелага до материка настолько велика, что Галапагосы должны быть настоящей кузницей видообразования. Так оно и есть. Дарвин осознал это (правда, только после того, как навсегда покинул архипелаг).

Галапагосские о-ва

Здешние расстояния заставляют эволюциониста думать, что островные виды будут незначительно отличаться друг от друга и разительно отличаться от материковых видов. Это предположение оправдывается с удивительной точностью. Дарвин замечательно описал данное явление, подойдя на редкость близко к использованию языка эволюционизма, хотя в то время он еще не сформулировал свои идеи. Я выделил основную мысль в этой цитате курсивом:

Последняя фраза относится к галапагосскому канюку Buteo galapagoensis — еще одному виду, обитающему только на Галапагосах, однако довольно похожему на континентальные виды, особенно на Buteo swainsoni, которые регулярно мигрируют между Северной и Южной Америкой и вполне могли быть раздругой случайно занесены на Галапагосы. Сейчас мы называем галапагосского канюка и галапагосского нелетающего баклана эндемиками, то есть видами, нигде более не встречающимися. Дарвин, еще не пришедший тогда к идее эволюции, использовал общепринятый термин «аборигенные создания», сотворенные Господом только там и нигде больше. Он использовал этот термин и применительно к гигантским сухопутным черепахам, в то время в изобилии обитавшим на всех островах, и к двум видам галапагосских игуан — сухопутной и морской.

Морские игуаны — удивительные, ни на кого не похожие существа. Они ныряют на дно и едят там водоросли — по-видимому, это их единственная пища. Игуаны — превосходные пловцы. По мнению Дарвина, красотой они не отличаются:

Поскольку морские игуаны отлично плавают, можно предположить, что именно они, а не сухопутные игуаны, смогли перебраться с материка на архипелаг, где дали начало новому виду — сухопутной игуане. Однако это почти наверняка неверно. Сухопутные галапагосские игуаны не слишком отличаются от материковых, а вот морские игуаны уникальны и встречаются только на Галапагосах. Нигде в мире не удалось найти другую ящерицу со сходными повадками и образом жизни. Мы сейчас вполне уверены, что именно сухопутная игуана перебралась с континента на архипелаг — возможно, на плоту из поваленных деревьев, как игуаны с Гваделупы на Ангилью. На Галапагосских островах сухопутные игуаны впоследствии разделились на два вида: первый остался сухопутным, второй освоил морскую среду. Причем первоначальное разделение галапагосской популяции на две части почти наверняка было связано с географической изоляцией. Возможно, группа сухопутных игуан оказалась заброшена на не заселенный игуанами остров, где они смогли перейти к морскому образу жизни, потому что их генофонд не испытывал притока генов сухопутных игуан предковой популяции. Впоследствии морские игуаны расселились на других островах, включая тот, на котором обитали сухопутные предки. Но теперь они уже не могли скрещиваться с ними, так что их генетически закрепленному морскому образу жизни не грозило «загрязнение» генами сухопутных игуан.

Рассматривая пример за примером, Дарвин везде подмечал одно и то же обстоятельство. Животные и растения каждого острова Галапагосского архипелага, как правило, эндемичны для архипелага («аборигенные создания»), и, кроме того, они чаще всего еще и уникальны (в мелких деталях) для каждого острова. Дарвина особенно впечатлили растения:

То же самое Дарвин отметил и в отношении распространения на островах пересмешников:

Именно так и обстоят дела, причем везде, во всем мире. Флора и фауна любого региона представляет собой именно то, чего и следует ожидать тогда, когда, пользуясь отзывом Дарвина о вьюрках, ныне носящих его имя, «был взят один вид и видоизменен в различных целях».

Вице-губернатор Галапагосских островов мистер Лосон заинтриговал Дарвина сообщением, что «черепахи на разных островах различны» и что он «наверняка мог бы сказать, с какого острова какая привезена»:

Все слоновые черепахи схожи с континентальным видом сухопутных черепах Geochelone chilensis, хотя галапагосские черепахи превосходят его по размерам. В какой-то момент на протяжении нескольких миллионов лет, в течение которых существуют острова, одна или несколько этих материковых черепах упали в воду и ухитрились доплыть до Галапагосов. Как они пережили такое долгое и трудное путешествие? Скорее всего, большинство не пережили, однако ведь достаточно одной самки. А черепахи, между прочим, прекрасно подготовлены к подобным путешествиям.

В прежние времена китобои увозили с собой черепах с Галапагосских островов тысячами в виде живых консервов. Чтобы мясо оставалось свежим, черепах не убивали до самого приготовления, но их не кормили и не поили. Их просто переворачивали на спину, часто складывая стопками по несколько штук, чтобы те не уползли. Я рассказываю об этом не для того, чтобы испугать читателей (хотя меня это варварство ужасает), а чтобы показать: черепахи способны неделями обходиться без воды и пищи. Этого вполне достаточно, чтобы Перуанское течение донесло их от Южной Америки до Галапагосских островов. К тому же сухопутные черепахи не тонут.

Добравшись до одного из островов Галапагосского архипелага и размножившись там, черепахи — опять случайно — без особых трудностей могли тем же способом заселить остальные острова. И они сделали то же, что и многие другие островные животные: увеличились в размерах. Это давно замеченный феномен островного гигантизма (тут есть некоторая путаница, поскольку одновременно известен и феномен островной карликовости)[130].

Если бы черепахи пошли по пути знаменитых дарвиновских вьюрков, на каждом острове возник бы свой вид. Впоследствии, попадая на другой остров, они не были бы уже способны к скрещиванию с местными черепахами (напомню, неспособность к скрещиванию с другими видами составляет главный признак понятия вида). После этого приток чужих генов уже не смог бы помешать каждому виду черепах приспосабливаться к уникальному образу жизни.

Можно даже сказать, что несовместимость брачного поведения у разных видов — своего рода генетическая замена географической изоляции. Пересекаясь географически, животные тем не менее изолированы на «островах» избирательного скрещивания. Это позволяет им расходиться все дальше и дальше. Большие, средние и малые вьюрки первоначально оформились как виды на разных островах. Теперь же все три вида сосуществуют на большинстве островов Галапагосского архипелага, никогда не скрещиваясь и специализируясь каждый на своей зерновой диете.

С черепахами произошло нечто похожее: на разных островах у них по-разному изменилась форма панциря. На больших островах панцирь у черепах более высокий, куполообразный. Для черепах на небольших островах характерен панцирь в форме седла с высоким «окном» для головы в передней части. Причина, возможно, заключается в том, что на больших островах достаточно влажно для произрастания трав, и обитающие там черепахи — травоядные, тогда как на маленьких островах значительно суше, и черепахам приходится довольствоваться кактусами. Седловидный панцирь с высоким «окном» позволяет им дальше вытягивать шею, чтобы добраться до кактусов, которые, как им и положено в эволюционной «гонке вооружений», стараются вырасти еще выше, чтобы стать недоступными черепахам.

Деревья на острове Св. Елены

История с черепахами добавляет к модели вьюрков дополнительное усложнение, поскольку для черепах вулканы — это острова внутри островов: высокие, прохладные, влажные зеленые оазисы, окруженные сухими лавовыми полями, которые для травоядных черепах — враждебная пустыня. На каждом небольшом острове по одному вулкану и, соответственно, по одному виду (или подвиду) слоновых черепах (кроме немногих островов, где черепах вовсе нет). На большом острове Исабела (во времена Дарвина он назывался Албемарл) целая цепь из пяти вулканов, в каждом из которых обитает свой вид (или подвид) гигантских черепах. Исабела для черепах — настоящий архипелаг в архипелаге. Островной принцип в своем географическом варианте как основа островного принципа эволюционной теории нигде не проявил себя в столь элегантной форме, как на этом архипелаге благословенной молодости Дарвина[131].

Трудно найти более изолированный остров, чем остров Св. Елены, вулкан в Южной Атлантике, лежащий примерно в 1200 милях от побережья Африки. Там обнаружено около ста видов растений-эндемиков (молодой Дарвин назвал бы их «аборигенными созданиями», а зрелый сказал бы, что они эволюционировали на острове). Среди них есть (некоторые уже исчезли) настоящие деревья, относящиеся к семейству астровых (сложноцветных).

Эти деревья внешне сходны с деревьями Африки, с которыми они, однако, не состоят в близком родстве. Их материковые родственники — травы и мелкие кустарники. По всей видимости, семена трав или кустарников случайно перенесло ветром за тысячу миль от Африки на остров Св. Елены, где они заняли свободную нишу лесных деревьев, укрупнившись, одеревенев и став настоящими деревьями. Аналогичные древоподобные «ромашки» независимо развились на Галапагосах. Эта тенденция наблюдается на островах по всему миру.

Каждому из Великих Африканских озер присуща собственная ихтиофауна, в которой доминирует группа рыб, называемая цихлидами. Цихлиды из озер Виктория, Танганьика и Малави (несколько сотен видов в каждом) сильно различаются. Они, очевидно, развивались изолированно в каждом из трех озер. Тем более удивительно, что в каждом озере независимо сформировался один и тот же набор занятий. По-видимому, сначала в каждое из озер попало по одному или два вида-основателя — возможно, из рек. Затем первопоселенцы делились, дивергировали снова и снова, породив сотни видов, которые мы сейчас наблюдаем. Каким образом в одном озере не изолированные географически виды смогли отделиться друг от друга?

Начиная разговор об островах, я упоминал, что с точки зрения рыб озеро, окруженное землей, — также своего рода остров. Несколько менее очевидно то, что и обычный остров, окруженный водой, может оказаться островом для рыб, особенно для мелководных видов. Аналог этому сценарию есть и в море: вспомните рыб кораллового рифа, которые не отваживаются опускаться глубоко. С их точки зрения мелководная периферия атолла — остров, а Большой барьерный риф — архипелаг.

Нечто подобное может случиться и в озере. Каменистая отмель большого озера может стать островом для рыбы, приспособленной к жизни на мелководье. По-видимому, именно так первоначально изолировались по крайней мере некоторые цихлиды африканских озер. Большинство особей оказались ограничены в перемещении пределами мелей вокруг островов, бухтами и заводями. Тем самым они оказались частично изолированными от обитателей других подобных мелководных участков, хотя изредка отдельные особи могли пересекать глубоководные области. В итоге получился своего рода озерный аналог Галапагосского архипелага.

Есть достоверные указания (в частности, результаты анализа осадочных отложений), что уровень воды в озере Малави (тогда, когда я с лопаткой и ведерком проводил на его песчаных берегах свои первые каникулы, оно называлось Ньяса) сильно колеблется. Один из минимумов наблюдался в XVIII веке, когда вода стояла примерно на сто метров ниже современного уровня. В те времена многие нынешние острова были не островами, а холмами на землях, окружавших значительно меньшее по размеру озеро. В XIX–XX веках уровень воды поднялся, и холмы стали островами, цепи холмов превратились в архипелаги, и начался процесс видообразования у цихлид, обитающих на мелководье (местное название — мбуна): «Практически каждой мели и каждому острову присуща уникальная фауна[132] мбуна с нескончаемым разнообразием цветов и форм. Поскольку большинство этих мелей и островов двести-триста лет назад были частью суши, формирование этих фаун произошло в кратчайшие сроки».

Такое быстрое видообразование характерно для цихлид. Малави и Танганьика достаточно стары, но озеро Виктория совсем молодое. Оно сформировалось всего около 400 тысяч лет назад и с тех пор несколько раз пересыхало, последний раз примерно 17 тысяч лет назад. Отсюда следует, что его богатейшая ихтиофауна, насчитывающая около 450 видов цихлид, сформировалась за какие-то тысячелетия, хотя обычно для эволюционных изменений такого масштаба требуются миллионы лет. Цихлиды Великих Африканских озер — впечатляющая иллюстрация того, на что способна эволюция в короткий промежуток времени. Они почти заслужили того, чтобы включить их в главу 5.

Среди лесных деревьев Австралии доминируют представители одного рода — эвкалипт, более семисот видов которого заполняют много экологических ниш. И снова мы видим дарвиновскую максиму о вьюрках в действии: один вид эвкалипта «был взят и видоизменен в различных целях». Еще более известный пример — австралийские млекопитающие. В Австралии существуют (или существовали до прихода людей) экологические эквиваленты волков, кошек, кроликов, кротов, землероек, львов, белок-летяг и многих других зверей. Однако все они сумчатые, радикально отличающиеся от волков, кошек, кроликов, кротов, землероек, львов и летяг, населяющих остальные континенты, — то есть, от так называемых плацентарных млекопитающих. Австралийские эквиваленты — потомки всего нескольких или даже одного сумчатого предка, который «был взят и видоизменен в различных целях». Эта удивительная фауна знает и виды, которым трудно найти аналог за пределами Австралии. Большинство видов кенгуру занимают ниши, сходные с нишами антилоп (или обезьян и лемуров в случае древесных кенгуру), однако предпочитают прыжки галопу. Кенгуру очень разнообразны: от больших рыжих кенгуру (а были животные и еще крупнее, включая ныне вымерший вид грозного прыгающего хищника) до мелких валлаби и древесных кенгуру. Были там и гигантские, размером с носорога, дипротодоны, родственники современных вомбатов, около трех метров в длину, до двух метров в холке и весом две тонны. Мы вернемся к австралийским сумчатым в следующей главе.

Смешно. Однако я вынужден говорить об этом — и все из-за 40 % американцев, которые, как я упоминал в главе 1, воспринимают библейские сказания буквально! Как были бы распространены географически живые организмы, если бы они вели свой род от особей из Ноева ковчега? Разве не наблюдали бы мы уменьшение разнообразия видов по мере удаления от эпицентра (наверное, им должна, согласно Библии, быть гора Арарат)?

С чего бы всем этим сумчатым (от крошечной сумчатой мыши, коал и бандикутов до гигантских кенгуру и дипротодонов) — только сумчатым, никаких плацентарных — мигрировать с Арарата в Австралию? Каким маршрутом они шли? И почему ни один зверь из этого длинного каравана не отстал и не поселился, например, в Индии, Китае или в каком-нибудь укромном местечке у Великого шелкового пути? Почему весь отряд неполнозубых Edentata — все двадцать видов броненосцев (включая вымершего гигантского броненосца), все шесть видов ленивцев (в том числе вымершие гигантские ленивцы) и все четыре вида муравьедов — решительно отправились не куда-нибудь, а в Южную Америку, и не оставили по пути следов? И почему к ним присоединился в полном составе подотряд кавиоморфных грызунов, включая морских свинок, агути, пака, мара, капибар, шиншилл и множество других эндемичных южноамериканских грызунов? Почему подотряд широконосых обезьян целиком оказался в Южной Америке? Разве не должны были хотя бы отдельные их представители оказаться в Азии и Африке вместе с узконосыми обезьянами? И почему ни одна узконосая обезьяна не добралась до Южной Америки вместе с широконосыми? Зачем всем без исключения пингвинам понадобилось ковылять до самой Антарктиды, и никто из них не отправился в столь же гостеприимную Арктику?

Пралемур (возможно, всего один вид) оказался на Мадагаскаре. Теперь там обитает 37 видов лемуров (не считая вымерших), от карликового мышиного лемура (размером с хомячка) до недавно вымершего гигантского лемура величиной с гориллу, напоминающего медведя. И все они живут на Мадагаскаре. Лемуров нет больше нигде на свете. А на Мадагаскаре нет обезьян. Как 40 % населения, отрицающее историю, это объяснит? Все 37 видов лемуров сошли с Ноева ковчега на остановке «Мадагаскар» и проигнорировали Африку?

Я снова приношу извинения за стрельбу из пушки по жалкому воробью, но я вынужден это делать, поскольку 40 % американцев принимает за истину каждое слово в рассказе о Ноевом ковчеге. Мы могли бы их проигнорировать и спокойно заниматься наукой, но не можем себе это позволить: они контролируют школы, приговаривают своих детей к домашнему обучению, чтобы оградить их от влияния современной науки, они заседают в Конгрессе, управляют целыми штатами, даже баллотируются на посты президентов и вице-президентов. У них достаточно средств и влияния для создания институтов, университетов и даже музея, в котором дети катаются на механических моделях динозавров в натуральную величину, выслушивая пояснения, что динозавры были современниками древних людей. И, как показали недавние опросы, Великобритания в этом отношении не слишком отстает от США (или лучше — «опережает»?), как и от ряда европейских стран и большей части исламского мира.

Даже если оставить в покое и Арарат, и верящих в истинность истории потопа, те же проблемы возникают у любой другой теории независимого сотворения видов. Зачем Творцу понадобилось рассеивать виды по островам и континентам так, чтобы их распространение недвусмысленно указывало на их эволюционное происхождение? Почему Он поселил лемуров только на Мадагаскаре, и нигде больше? Зачем было селить широконосых обезьян только в Южной Америке, а узконосых — только в Азии и Африке? Почему в Новой Зеландии нет млекопитающих, кроме летучих мышей, способных туда долететь? Почему виды, живущие на цепочках островов, больше всего похожи на обитателей соседних островов, а все они вместе схожи — слабее, но все же безусловно — с видами ближайшего материка или крупного острова? Почему Творец отправил в Австралию только сумчатых млекопитающих, причем снова за исключением летучих мышей, а также тех видов, что могли туда добраться вместе с людьми на каноэ? Единственный способ увидеть логику и смысл в распространении растений и животных на континентах и островах, в озерах и реках, на вершинах и в долинах, в лесах и пустынях — следовать озарению, к которому галапагосские вьюрки привели Дарвина: «Вследствие первоначальной малочисленности… был взят один вид и видоизменен в различных целях».

Острова очаровали Дарвина. За время путешествия на «Бигле» он немало их исходил вдоль и поперек. Он даже разгадал, как образуется один из типов островов — атоллы, создаваемые животными (кораллами). Впоследствии Дарвин осознал важность существования островов и архипелагов для своей теории и провел несколько экспериментов для прояснения вопросов, связанных с предположением, что географическая изоляция предшествует видообразованию (он, правда, не употреблял это слово). Он экспериментировал с продолжительным хранением семян в морской воде и доказал, что некоторые из них сохраняют способность к прорастанию даже после пребывания в воде в течение времени, достаточного для переноса течениями с континента на острова. В ходе другого эксперимента он показал, что лягушачья икра практически не переносит воздействие морской воды. Этот результат позволил ему объяснить наблюдаемое географическое распространение лягушек:

Дарвин отлично отдавал себе отчет в важности для теории эволюции географического распространения видов. Он отмечал, что большинство фактов поддается объяснению в предположении, что животные и растения эволюционировали. Отсюда следует (и этот факт подтверждается), что современные животные должны обитать на тех же континентах, где обнаруживаются окаменелые остатки их непосредственных предков или близких видов. Мы ожидаем (и видим это), что животные одного континента схожи между собой. Вот мнение Дарвина на этот счет, с акцентом на обитателей Южной Америки, в которых он хорошо разбирался:

Хотя это не более чем здравый смысл, Дарвин смог таким образом объяснить огромное число своих наблюдений. Однако есть некоторые факты, касающиеся географического распространения животных и растений, а также горных пород, которые нуждаются в другом объяснении, совершенно противоречащем здравому смыслу и наверняка удивившем бы Дарвина, если бы он об этом знал.