Конспект: 9 примеров работы естественного отбора из книги "Приспособиться и выжить!"

В своей книге "Приспособиться и выжить!" (в подготовке российского издания, кстати, участвовал фонд "Династия") американский биолог Шон Кэрролл рассказывает, как ход эволюции отражается в ДНК. Для конспекта "Афиша" выбрала из книги несколько впечатляющих фрагментов о естественном отборе.

Лучшие научно-популярные книги пишут те ученые, которые умеют простыми словами объяснить свой предмет широкой публике, создать легкое, но вместе с тем насыщенное и интригующее повествование, то есть обладающие публицистическим даром. Этот навык, в общем-то, необязателен для хорошего физика или биолога, поэтому по большинству научно-популярных книг заметно, что писали их люди, которым ближе строгий научный стиль. Такова и книга Шона Кэрролла, который построил для нее оригинальную концепцию и насытил действительно интересными фактами, но все же часто впадает в сугубо научную дотошность, закапываясь в подробности геномов тех или иных видов живых существ. Впрочем, эта дотошность оправдана тем, что всю книгу Кэрролл занимается сбором доказательств — как и многие труды по эволюции, "Приспособиться и выжить!" носит отчетливо полемический характер и призвана прежде всего опровергнуть доводы тех, кто все еще оспаривает реальность эволюции и естественного отбора. Цели своей автор вполне достиг, после прочтения читатель получает исчерпывающий набор аргументов и примеров того, как универсально и безошибочно (хоть и медленно и незаметно) действует естественный отбор.

9 примеров того, как в природе действует естественный отбор

01

Рыба с белой кровью

Ледяная рыба, живущая в холодных антарктических водах, не имеет красных кровяных телец, из-за чего кажется почти прозрачной. Долгое время ученые не могли поверить, что такое вообще возможно: раньше считалось, что эритроциты, переносящие кислород по организму, необходимы всем крупным животным. Однако выяснилось, что из-за низкой температуры, в которой обитает ледяная рыба, гемоглобин в эритроцитах, наоборот, представлял сложность: из-за него кровь становилась слишком вязкой и с трудом циркулировала по венам. При этом в холодной воде кислород растворяется гораздо лучше, чем в теплой, и клетки могут получать его без гемоглобина. Поэтому, как это ни парадоксально, жидкость в жилах ледяных рыб больше напоминает простую воду, чем кровь привычного нам вида. Зато в ней присутствует необычный белок-"антифриз", который блокирует образование ледяных кристаллов — без него рыба могла бы заживо превратиться в мороженую.

02

Голуби и соколы

Одичавшие голуби в Северной Америке часто становятся добычей соколов, в борьбе с которыми практически не имеют шансов. Орнитологи заметили, что среди нескольких видов голубей один обладает необычной особенностью — на привычном серо-синем фоне его оперения чуть выше хвоста есть белое пятно. Наблюдения показали, что именно такие голуби чаще всего спасаются от нападения соколов. Судя по всему, когда в момент атаки голубь пытается увернуться от хищника, белое пятно отвлекает сокола, и тот пролетает мимо, а голубь получает время, чтобы скрыться. Зная механизм естественного отбора, можно предположить, что именно голубей с белым пятном будет становиться все больше, чем других, ведь только они имеют такое преимущество в борьбе за выживание.

03

Рыба в море и в озере

Изначально морская, трехиглая колюшка после ледниковых периодов попала в озера, где с тех пор ведет изолированное существование. Ученые заметили, что озерные колюшки имеют на боках не больше 10 костных пластинок, что делает их гораздо маневреннее своих морских собратьев, у которых аналогичных пластинок 30 и больше. Связано это с различиями в экосистемах и, соответственно, необходимостью сопротивляться разным видам хищников. Самое интересное, что этот пример естественного отбора ученые могли наблюдать в реальном времени: запустив в начале 80-х популяцию морских колюшек в озеро, всего через 10 лет они обнаружили, что количество костных пластин у них резко сократилось.

04

Глаза и желудки обезьяны колобус

В отличие от подавляющего большинства млекопитающих колобусы обладают трихроматическим зрением, то есть отличают красный от зеленого и видят их оттенки. Такой способностью обладают еще лишь два вида — шимпанзе и человек. Причем многие млекопитающие когда-то обладали полноценным цветным зрением, но потом потеряли его из-за ночного образа жизни — еще в те времена, когда на планете доминировали динозавры, а млекопитающие были на нелегальном положении. Но у колобусов есть еще одна особенность, которая делает их уникальными, — они жвачные животные. Их желудок состоит из нескольких камер, в которых часами переваривается пища, и гораздо больше похож на желудок коровы, чем других приматов. Связано все это с тем, что колобусы питаются преимущественно листьями и определяют самые молодые — а значит, самые питательные — именно по цвету, ну а для переваривания листьев "коровий" желудок подходит лучше всего.

05

Ультрафиолетовые птицы

Многие птицы видят в ультрафиолетовом спектре, то есть различают цвета, неуловимые человеком. Поэтому два самца, которые для нас выглядят одинаково, могут различаться для самки: преимущество в романтических отношениях получит тот, у кого в оперении больше ультрафиолетового. А еще ультрафиолет нанесен на клювы многих птенцов — для того чтобы родители могли их обнаружить в ветвях и покормить даже ночью.

06

Гонка вооружений между тритонами и змеями

Эволюция иногда приводит к настоящей гонке вооружений между соперничающими видами, когда каждая сторона постоянно наращивает свое преимущество. Пример такой гонки — эпическое соперничество желтобрюхого тритона и подвязочной змеи. Змеи охотятся на тритонов, тритоны защищаются — в результате эти небольшие лягушки стали одним из наиболее ядовитых существ на земле. Единственным животным, устойчивым к его яду, является как раз та самая змея, которая тоже времени не теряла и наращивала защиту от яда с тем же упорством. Однако баланс до сих пор шаткий — встречаются как более и менее ядовитые тритоны, так более и менее устойчивые змеи, поэтому участь проглотившей тритона змеи каждый раз непредсказуема.

07

Защита от малярии

В середине ХХ века ученые выяснили, что аномально большое количество жителей Центральной Африки страдают от серповидно-клеточной анемии — серьезного заболевания, при котором эритроциты меняют форму и хуже справляются со своей функцией. Вскоре заметили, что анемия встречается у людей, живущих в низинах и на побережье, в то время как у жителей горных областей с эритроцитами все было нормально. Ученые начали говорить о странной эпидемии, но природа оказалась мудрее: оказалось, что как раз деформированная форма эритроцитов защищает своих обладателей от малярии, настоящего проклятья африканских низин. Эволюция заключила, что положительный эффект от такой защиты перевешивает недостатки деформации эритроцитов и продемонстрировала ученым, как она действует не только на других существах, но и на человеке.

08

Глаза на крыльях и лапах

Ученые долго задавались вопросом, как эволюция создала такие сложные органы, как, например, глаза. Одно время считали, что разные глаза возникали независимо друг от друга — ведь строение этих органов у разных типов животных отличается кардинально. Изучение ДНК показало, что это было ошибкой и все глаза на планете произошли от некоего "протоглаза", так как удалось обнаружить общий ген, отвечающий за восприятие света. Когда этот ген искусственно активировали в необычных местах — например, на крыльях или лапках мух, — там начинала формироваться глазная ткань. А самые простые глаза, которые удалось обнаружить ученым, состоят лишь из двух клеток, все дальнейшее разнообразие является лишь разными путями их эволюции.

09

Трагедия трески

К сожалению, помимо естественного имеет место и "неестественный" отбор, то есть спровоцированный человеком. Яркий тому пример — популяция североатлантической трески, которая сократилась в десятки раз в результате промышленного вылова в послевоенные десятилетия. В 1992 году был наложен мораторий на вылов трески до восстановления ее популяции. Но она так и не восстановилась. Дело в том, что рыбаки столетиями вылавливали самых крупных и сильных рыб — в результате тот признак, что раньше был эволюционным преимуществом, стал недостатком, ведь лучше выживали более мелкие. Но измельчавшая треска потеряла свое место в пищевой цепочке, она попросту стала добычей тех рыб, которыми раньше питалась сама. В результате простого прекращения вылова оказалось недостаточно: экосистема нарушена столь сильно, что треска просто не имеет возможности восстановить свою популяцию из-за того, что проигрывает конкуренцию другим видам. Так человек оказал необратимое и неисправимое влияние на ход эволюции.