Текст книги "Удивительная эволюция. Биологическая история Земли в невероятных превращениях и мутациях организмов"

Глава третья
Причуды эволюции

Пробираясь в зарослях кустарника, ночью по лесу бродит мохнатое маленькое существо, втыкая нос то в одно, то в другое место: оно пытается учуять запах своей мягкотелой добычи. В лесу темно, а зрение у этого эльфа слабое, но длинные усы и острое обоняние позволяют ему ориентироваться в пространстве. В случае опасности он срывается с места с головокружительной скоростью, несясь по лесу и обходя ямки, и вскоре уже исчезает из виду.

Абсолютно уникальный образ жизни. Многие животные ночами бороздят лесную почву похожим образом в поисках мелкой добычи: ежи, землеройки, куницы, а также более крупные животные, такие как опоссумы и даже кабаны. Мир полон ими.

Но это животное особенное. Все другие покрыты шерстью. Его шкурка тоже мягкая, состоящая из миллиона тонких нитей. Но это не шерсть. Все другие животные передвигаются на четырех лапах и производят на свет живое потомство. Но не оно.

Царапая, обследуя, обнюхивая, животное часто действует в паре со своим партнером, подзывая его время от времени и оставаясь с ним в контакте, пока они обходят свою территорию. И когда зовет самец, он выдает себя особенным криком: «ки-ви, ки-ви».

Мы в Новой Зеландии, и это ночное насекомоядное – птица с зачатками крыльев, кошачьими усами, мягкими перьями, и у него, в отличие от всех остальных птиц, на кончике клюва имеются ноздри.

Киви (иллюстрация Дэвида Тасса)

Многие называют их «почетными млекопитающими». Киви – не единственная странная птица из Новой Зеландии[22]22
  На самом деле существуют пять близко родственных и очень похожих видов киви, и все они обитают в Новой Зеландии.


[Закрыть]. Самыми знаменитыми были гигантские бескрылые птицы моа, некоторые из них возвышались на девять футов над землей и весили шестьсот фунтов. А еще бескрылый попугай; плотоядный попугай, атакующий овец; адзебил, коренастый бескрылый родственник лысухи с массивным хищным клювом и самый крупный за всю историю хищник – орел, размеры которого позволяли ему охотиться на моа. Птицы – не единственные примеры причудливой эволюции. К другим характерным для Новой Зеландии аномалиям относятся вьющиеся кустарники с торчащими наружу ветками и спрятанными внутри листьями; улитки размером с гамбургер и покрытый броней сверчок величиной почти с крысу – пожалуй, самое крупное в мире насекомое. Новая Зеландия изобилует необычными видами[23]23
  Или, по крайней мере, изобиловала. К сожалению, многие из этих птиц – включая моа, адзебила и огромного орла, – были истреблены в течение последнего тысячелетия, по большей части, в результате охоты на них и разрушения экосистемы.


[Закрыть].

Но не менее странным является отсутствие там привычных видов животных: млекопитающих. На островах едва ли сыщешь клочок шерсти. Не считая тюленей, лежбища которых можно встретить на уютных новозеландских пляжах, единственным местным видом млекопитающих являются три вида летучих мышей. И даже они необычны. В силу того, что вместо передних конечностей у них крылья, летучие мыши, как правило, довольно неуклюжи на земле. Но не в Новой Зеландии. Самый часто встречающийся наземный вид рукокрылых – короткохвостые летучие мыши – с большим проворством рыскают по лесной почве в поисках насекомых, плодов и нектара. Как точно назвал их знаменитый биолог Джаред Даймонд, это «попытка семейства летучих мышей породить мышь»^[41].

Не стоит забывать, что млекопитающие доминировали в наземных экосистемах мира на протяжении последних пятидесяти пяти миллионов лет. Новая Зеландия – это картина альтернативного мира, лишенного млекопитающих. В отсутствии млекопитающих их нишу заняли птицы, взяв на себя те природные функции, которые обычно выполняли млекопитающие, но делая это непривычным образом. При беглом взгляде киви можно перепутать с землеройкой или барсуком. Однако доминировавшие в свое время травоядные – теперь уже исчезнувшие моа и гигантские бескрылые гуси – не шли ни в какое сравнение со стадами антилоп и оленей. И плотоядный попугай, и крупная с тяжелым клювом лысуха – это всего лишь необычная замена привычного нам комплекта хищных видов: кошек, волков, медведей и куниц. На самом деле освобождение от давления хищников, вероятней всего, способствовало увеличению размеров насекомых, улиток и других членистоногих и превращению летучих мышей в грызунов. При повторном прокручивании пленки эволюция мира, где доминируют птицы, может идти совсем иным образом, чем эволюция в условиях доминирования млекопитающих.

НОВАЯ ЗЕЛАНДИЯ не единственное место, где развитие природных форм шло своим особым путем. За исключением карибских анолисов и улиток Mandarina острова изобилуют эволюционными причудами. На Кубе, к примеру, есть свои природные особенности. К сожалению, сова, которая была ростом с первоклашку и могла съесть детеныша гигантского ленивца, исчезла (так же, как и ленивцы, один из видов которых был размером с гориллу). Но остров остается родиной колибри, птички величиной со шмеля; щелезуба, древнего млекопитающего, сошедшего прямо со страниц книг доктора Сьюза.

Щелезуб

У него ядовитая слюна и длинный, гибкий усатый нос. А еще там живут похожие на морских свинок животные размером с бигля, которые лазают по деревьям и оставляют повсюду зеленые, похожие по форме на бананы экскременты.

Даже на крошечных островах есть свои особенные диковины. Остров Лорд-Хоуи площадью пять с половиной квадратных мили, лежащий полумесяцем в Тасмановом море, является родиной шестидюймовых черных «древесных крабов», которые, несмотря на свое название, представляют собой крупных, громоздких представителей семейства палочников. Соломоновы острова, расположенные в южной части Тихого океана, приютили у себя ящерицу, имитирующую поведение обезьяны. Это цепкохвостый сцинк, блестящая, стройная ящерица длиной два с половиной фута с цепким хвостом, которым она страхуется, исследуя кроны деревьев в поисках плодов. Остров Святой Елены, расположенный в южной части Атлантического океана, в первую очередь, известен тем, что там в изгнании жил Наполеон. А несколько десятилетий назад ученые обнаружили на этом острове гигантскую, длиной три с половиной дюйма, уховертку – блестящее черное насекомое с клещами длиной в дюйм, украшающими задний конец ее тела, которое отдаленно напоминает существо из фильма «Звездный путь». И, конечно же, все слышали о дронте, обитавшем когда-то на острове Маврикий в Индийском океане, – бескрылом, бесстрашном, поедающем фрукты попугае размером с индюка ростом в три фута и весом в сорок фунтов.

Гавайское растение алула

Однако лидером среди маленьких островов по количеству эволюционных диковинок являются Гавайские острова.

Здесь вы встретите равнокрылых стрекоз, личинки которых живут не в воде, а на суше; прожорливых плотоядных гусениц; плодовых мушек, отказавшихся от своей привычной фруктовой диеты ради гниющей листвы, и другие виды плодовых мушек с головой в форме молота, которые защищают свои территории подобно толсторогим баранам.

Растительный мир Гавайев не менее экстравагантен. И возглавляет список гавайская пальма алула, которая напоминает кеглю, увенчанную салатом-латуком (еще одно ее альтернативное название – «капуста на палке»). Это горное растение высотой в три фута, непохожее ни на одно другое растение в мире^[42], как сказал один прославленный ботаник, живет в расщелинах северных склонов островов Кауаи и Молокаи. Благодаря его округлой нижней части растение легко подхватывается сильными океанскими ветрами, а жесткие мясистые листья хорошо приспособлены для сухого и соленого воздуха, в котором обитает растение.

А еще вспомним про Мадагаскар, который иногда называют восьмым материком за специфичность его флоры и фауны. Мы уже обсуждали лягушек и птиц этого острова. Но в этом списке есть и другие необычные виды: карликовый бегемот; адаптивная радиация лемуров, включающая особь весом в семьдесят пять фунтов, которая, вероятно, свешивалась вниз головой, как ленивец. Еще один вид, который выглядел как очень крупная коала[24]24
  И те, и другие были истреблены первыми поселенцами Мадагаскара в течение последних двух тысячелетий, как и все остальные крупные лемуры.


[Закрыть]; египетская цапля высотой десять футов и весом в полтонны (самые тяжелые птицы из всех когда-либо живущих); хамелеон, который высовывает свой липкий язык на расстояние, в два раза превышающее длину его тела, чтобы захватывать им ни о чем не подозревающее насекомое; ископаемые лягушки размером с большую пиццу; крокодилы-вегетарианцы; жук с длинной шеей.

По своей необычности растения Мадагаскара ни в чем не уступают животным. Например, сухие леса, состоящие из высоких тонких стеблей с выступом на верхушке, или толстый приземистый баобаб, который выглядит так, словно его воткнули в землю вниз головой, и корни торчат сверху. Объединяет животный и растительный мир орхидея с длинной тридцатисантиметровой трубкой в основании цветка и опыляющий ее мотылек с хоботком такой же длины, который в несколько раз превышает длину его тела: он специально приспособлен для того, чтобы втыкать в трубку и дотягиваться до находящегося на дне нектара[25]25
  Этот мотылек прославился в кругу эволюционных биологов, потому что Дарвин предсказал его существование, изучив строение орхидеи.


[Закрыть].

И, наконец, в нашем списке – далеко не окончательном – удивительные виды Австралии: утконос, кенгуру и коала, подобных которым нет нигде в мире.

* * *

О чем же говорят все эти островные диковины? Острова позволяют нам краешком глаза взглянуть на эволюционно альтернативные миры, те миры, которые имели бы право на существование, если бы жизнь приняла иной оборот. Что если бы млекопитающие исчезли с лица земли в конце мелового периода вместе с динозаврами? Новая Зеландия дает намек на то, что могло бы быть. Куда бы привела эволюция приматов, если бы обезьяны и приматы не стали активно развиваться? Достаточно взглянуть на многообразие лемуров, обитающих не где-нибудь, а на Мадагаскаре.

Острова – это гигантская поваренная книга эволюции. И получившееся в итоге «варево» говорит нам о том, что невозможно предсказать, что именно выйдет из печи. Измените ингредиенты или порядок их добавления, подбавьте огня, уберите какой-то продукт, положите одну щепотку соли вместо двух, и вкус получившегося блюда окажется другим. Даже когда используешь один и тот же рецепт, кажущиеся безобидными действия вроде замены одного сорта муки другим или готовки на кухне соседа, а не на своей, могут дать совсем иной результат. Островная поваренная книга изобилует историями вероятностей и случайностей, и многообразие получившихся результатов свидетельствует о том, что предсказать эволюцию кого-то или чего-то на отдельно взятом острове очень сложно.

Нужно просто отправиться туда и убедиться самому, и быть готовым найти практически все.

Конечно, единичные случаи эволюции встречаются не только на островах. Природный мир полон причудливых растений и животных, не имеющих эволюционных параллелей. Возьмем для примера слона: какое еще животное пользуется своим носом, чтобы поднимать с земли предметы, посыпать себя пылью и нежно ласкать члена своей семьи? Или рыба-брызгун, чья система зрения и строение рта позволяют ей точно выстреливать струей воды, способной сбить сидящее на ветке насекомое. Однако в нападении с дальнего расстояния непревзойденными мастерами являются пауки болас, выпускающие длинную шелковую нить с липким комочком на конце, которую они накидывают на свою жертву, как гаучо. Этот шарик приклеивается к любому несчастному мотыльку, в которого он попадет. А теперь перейдем от охотничьей к репродуктивной тактике. Самцы рыбы-удильщика значительно меньше самок. Когда самец кусает самку, он выделяет фермент, сращивая свои губы с ее кожей и сливая их тела в единое целое. В конечном итоге, все остальное тело самца исчезает, оставляя только яички для выполнения главной цели. Ну и, конечно, животные с крупным мозгом, использующие орудия, – двуногие. Биосфера насыщена видами, которые смогли уникальным способом адаптироваться к своему образу жизни.

КОНВЕЙ МОРРИС И ЕГО КОЛЛЕГИ составили длинные списки примеров конвергенции. Но с той же легкостью можно составить сравнительные перечни видов, не имеющих двойников. Нам вполне понятен процесс конвергенции, когда виды адаптируются к похожим обстоятельствам одинаковым способом. Но что же такого особенного в единичных эволюционных случаях? Почему у других видов не развились похожие адаптивные свойства?

Одной из гипотез является то, что эти виды появлялись в уникальном природном окружении. Может быть, они не имели аналогов потому, что никакие другие виды не оказывались в подобных условиях. Возможно, такое объяснение применимо к коалам. Весь образ жизни этих животных связан с обитанием на эвкалиптовых деревьях и поеданием ими листьев, насыщенных ядовитыми составляющими.

Как результат пищеварительная система коал исключительно длинная, обеспечивающая достаточное количество времени для процесса детоксикации и усвоения питательных веществ. Медленное переваривание пищи в сочетании с низкой калорийностью листьев означает, что коалы не жируют, а потому они минимизируют трату энергии, проводя большую часть дня в сонном состоянии. Эвкалиптовые деревья растут только в Австралии, так, может быть, единичность вида коал отражает уникальность их окружения.

Но я подозреваю, что в большинстве случаев не это является объяснением. Утконосы встречаются в реках и озерах Австралии на востоке, где они питаются раками и другими видами водных беспозвоночных, которых они отыскивают, копая речное дно и чуя добычу с помощью электрорецепторов, расположенных на клюве.

Образ жизни утконоса таков, что он вполне возможен во многих других местах помимо Австралии. Речки, в которых они обитают, очень похожи на тот ручей, что протекал за домом моего друга детства в Сент-Луисе. Конечно, в Северной Америке полно кишащих раками речек, многие из которых протекают в тех местах, где климатические условия схожи со средой обитания утконосов. И живущие в них хищники явно не опаснее тех, что обитают в австралийских водоемах. Так где же тогда двойник нашего утконоса?

Почему никого, похожего на утконоса, не появилось в любом другом месте?

Или на кенгуру, или на любое другое животное из перечисленного мной списка, каждое из которых обитает в той среде, которая встречается в других регионах?

Другим объяснением единичных случаев эволюции является то, что естественный отбор либо не такой предсказуемый, либо не такой сильный, как полагают некоторые. То есть даже когда виды находятся в похожих условиях, их развитие может пойти разным путем.

Главной причиной отсутствия конвергенции может быть наличие не одного, а нескольких способов адаптироваться к проблеме, поставленной окружающей средой. Вспомните, как плавают позвоночные животные. Многие используют хвост в качестве опоры, но не все хвосты одинаковы. Рыбьи вертикально приплюснуты и двигаются взад-вперед. Крокодилы плавают так же. Но хвосты китов приплюснуты горизонтально и двигаются вверх-вниз. Другие животные, такие как угри и морские змеи, совершают волнообразные движения всем телом. Отдельные виды птиц, например, бакланы и гагары, способны быстро передвигаться под водой, яростно работая перепончатыми лапами. С другой стороны, некоторые виды плавают, используя видоизмененные передние конечности, такие как ласты у морских львов и крылья у пингвинов. Однако самыми удивительными пловцами являются ленивцы, чьи длинные передние конечности развились у них для долгого свисания вниз головой. Они способны отдаленно имитировать австралийский кроль. Беспозвоночные демонстрируют еще больше способов быстрого перемещения в воде, например, реактивное движение осьминогов и кальмаров.

Этот список различных способов движения в водной среде рождает очевидный вопрос: насколько похожими должны быть признаки двух видов, чтобы считаться конвергентными? У кальмаров и дельфинов очень разное строение тела, помогающее им быстро передвигаться в воде, Тут даже нет сомнений, что они не конвергентны друг другу. Лопастное движение лапами некоторых водных птиц – это еще один неконвергентный способ быстрого перемещения под водой.

Однако другие примеры не настолько однозначны. Допустим, хвостовой плавник у китов и акул похож по внешнему виду и функционированию, но один плавник горизонтальный и двигается вверх-вниз, а другой вертикальный и изгибается вправо-влево. Являются ли эти свойства легкими вариациями на тему конвергенции или же неконвергентными решениями с функционально похожим результатом? Я подозреваю, что большинство людей сочтет горизонтальные и вертикальные хвостовые плавники, по сути, одинаковым решением.

Давайте сейчас вернемся немного назад, к тому признаку, что дает функционально похожий результат, но обнаруживает чуть большие анатомические различия.

Способность летать эволюционировала у позвоночных трижды: у летучих мышей, птиц и птерозавров (крупных рептилий, покоривших небо в эпоху динозавров). У всех трех видов передние конечности трансформировались в крылья, и они летают (в случае с птерозаврами – они летали), по сути, одинаково: взмахивают легкими крыльями, обеспечивая движение вверх и выбрасывание тела вперед.

Но при более внимательном изучении выясняется, что крылья этих летающих позвоночных устроены совсем по-разному. Самым очевидным отличием является сама аэродинамическая поверхность. Птицы используют перья, растущие из костей их крыльев. В противоположность им крыло летучих мышей и птерозавров состоит из тонкой, но очень крепкой кожи, натянутой между костями пальцев и туловищем, а в некоторых случаях крепится даже к задним конечностям. Строение скелета крыльев у этих трех групп летунов также заметно отличается.

У летучих мышей (сверху), птиц (посередине) и птерозавров (внизу) крылья развились за счет удлинения различных частей передних конечностей. Кроме того, поверхность крыла у летучих мышей и птерозавров состоит из кожи, в то время как птицы пользуются перьями.

Итак, можно ли считать трансформировавшиеся в крылья предплечья птиц, летучих мышей и птерозавров конвергентными адаптациями для управляемого полета, которые только сконструированы разным образом? Или они представляют собой альтернативный, неконвергентный способ эволюции управляемого полета?

Еще один пример. Самой крупной рыбой в океане является шестидесятифутовая китовая акула, названная так потому, что она очень похожа на гладкого кита. Она также является фильтратором, заглатывая своим массивным ртом огромные объемы воды и отфильтровывая крошечный корм. Но на этом сходства заканчиваются. Гладкие киты – голубой, горбатый, серый и другие – процеживают свою добычу, выталкивая воду сквозь жесткие пластинки напоминающих расческу китовых усов, которые образуют завесу, свешиваясь с верхней челюсти. Любые чуть более крупные частицы корма застревают на внутренней поверхности усовой завесы и затем проглатываются. В отличие от них китовые акулы фильтруют свою пищу совсем по-другому. Вода у них выталкивается через жаберные мешки, расположенные с двух сторон на затылке. Фильтрующие подушечки, состоящие из хрящей, размещены в жаберных мешках таким образом, что вода проталкивается между подушечек, проходит через мешки и стекает в океан, а частички пищи продолжают двигаться в противоположном направлении, формируя в глотке массу, которая затем проглатывается. Таким образом, и гладкие киты, и китовые акулы – это крупные морские животные, которые пользуются своим огромным ртом, чтобы набирать воду и отфильтровывать мелкую добычу. Но в то же время сама структура, осуществляющая данную фильтрацию, сконструирована, расположена и функционирует по-разному. Являются ли эти адаптации к фильтрованию пищи конвергентными или неконвергентными?

Где проходит та граница, отделяющая конвергенцию и неконвергенцию, если мы сравниваем структуры в целом похожие и стремящиеся к одинаковому функциональному преимуществу, вопрос субъективный. Я склонен считать крылья птиц, летучих мышей и птерозавров конвергентными друг другу. Точно так же я считаю гладких китов и китовых акул в целом конвергентными, потому что и у тех, и у других крупная ротовая полость, и они отфильтровывают планктон. Но, по моему мнению, их фильтрующие структуры – это неконвергентные, альтернативные адаптации для фильтрации пищи.

Но, на самом деле, в подобных случаях не существует правильного или неправильного ответа.

Тем не менее в других случаях виды способны адаптироваться, развивая явно отличные, неконвергентные фенотипы, обеспечивающие те же самые функциональные способности. Мой любимый пример данного феномена связан с подземным образом жизни грызунов. Свыше двухсот пятидесяти видов крыс проводят большую часть своей жизни под землей, перемещаясь по построенным ими тоннелям. У грызунов подобная модель поведения эволюционировала неоднократно, но совершалось все разными путями. Большинство грызунов роют землю стандартным способом, рыхля ее передними конечностями и отбрасывая назад. Передние конечности у подобного вида крепкие и очень мускулистые, а когти длинные и сильные. Другие виды пользуются зубами, а не когтями, откапывая землю. Как можно догадаться, зубы у этих животных длинные и выступающие, даже по стандартам грызунов, а челюстные мышцы и череп массивные и прочные. Большинство «зубных» копальщиков отбрасывают землю назад передними конечностями. Но некоторые виды плотно утрамбовывают откопанную землю в стену тоннеля, толкая землю вверх своими удлиненными, похожими на лопаты носами. Анатомические различия этих копальщиков четко иллюстрируют неконвергентные адаптации, которые дают функционально одинаковый результат.

Неконвергенция может возникнуть и по другой причине. Зачастую существуют разные функциональные способы адаптироваться к окружающим условиям. Для примера рассмотрим, как потенциальная жертва может адаптироваться к присутствию рядом такого хищника, как лев. Один из вариантов – развить у себя превосходные спринтерские способности, чтобы легко убежать от них. Но существуют и другие альтернативы, такие как маскировка, пассивная или активная защита. Получившиеся в итоге способы адаптации будут решительно неконвергентны друг другу, так как к ним относятся рога африканского буйвола, панцири панголина и черепахи, длинные ноги импалы, иголки дикобраза, яд и точность броска ошейниковой кобры и пестрая шкура бушбока.

Множественные решения одинаковой селективной проблемы не ограничиваются вопросами защиты. Гепарды и гиеновидные собаки охотятся на одинаковых животных, но кошки осуществляют это короткими и быстрыми рывками, в то время как гиеновидные собаки бегают медленнее, но дольше, лишая свою жертву сил и, в конечном итоге, сбивая ее. Соответственно, адаптации двух этих животных отличаются: очень длинные лапы и гибкая спина гепарда позволяют ему развивать скорость до семидесяти миль в час. А высокая выносливость гиеновидных собак помогает им сохранять стабильный темп в тридцать миль в час в течение достаточно продолжительного времени, чтобы измотать свою жертву (гепарды же способны лишь на короткие спринтерские дистанции).

Или рассмотрим, к примеру, способы адаптации животных к добыче нектара. Мы знаем, что растения вырабатывают сладко пахнущую сахаристую жидкость, чтобы приманивать насекомых, птиц и других животных для того, чтобы помочь им осуществить свой репродуктивный процесс. Когда животное засовывает морду или все тело в цветок, чтобы глотнуть нектара, оно покрывается пыльцой. Когда оно переходит к другому цветку, часть пыльцы слетает и оплодотворяет семязачаток растения.

У многих цветов имеются очень длинные трубки с нектаром на дне: так растение может ограничить доступ к пыльце до одного или нескольких определенных видов, хорошо адаптировавшихся к использованию этого растения, таких как мотыльки с их длинными хоботками и колибри с похожими клювами и языками. В силу своей адаптации подобные виды, вероятно, не пользуются многими другими видами цветов, сводя к минимуму вероятность того, что пыльца попадет на растение другого вида и будет зря израсходована.

Но не все нектароядные играют по правилам. Некоторые виды насекомых, птиц и млекопитающих выедают отверстие в основании цветка, обходя лепестки и пыльцу и, таким образом, не доводя до завершения эту совместную эволюционную сделку. Чтобы проделать подобное, воришки нектара овладели самыми разными способами адаптации. У них нет длинных языков и специальных приспособлений, чтобы добраться до дна трубок растения, но зато у данных видов благодаря возникшим адаптивным свойствам развилась способность разрывать стенку цветка.

У некоторых колибри на клювах имеются зазубрины специально для этой цели. У птиц, названных соответственно – крючкоклювы, – имеется острый крючок на кончике, чтобы разрезать цветок.

Во всех этих многочисленных примерах мы видим, что существуют разные эволюционные варианты, формирующиеся в ответ на поставленную окружающей средой проблему. Но сам факт наличия массы возможностей вовсе не означает, что все или хотя бы несколько таких возможностей смогут развиться. Конвей Моррис и команда утверждают, что один такой возможный вариант будет превосходить другие. Вот почему похожий признак эволюционирует конвергентно, снова и снова. И все же конвергенция возникает не всегда. Почему бы естественному отбору не проталкивать каждый раз один и тот же признак?

Бывает так, что два (или больше) признаков эквивалентны. Маскировка или побег на большой скорости помогут одинаково успешно избежать хищников. Или, может быть, один подход эффективнее другого для какой-то конкретной цели, но при иных затратах, которые уравновешивают его преимущество. Стремительно нестись прочь от хищника – возможно, и лучший способ спастись, но маскировка может усилить способность такого животного, как змея, подкарауливать собственную жертву. Когда речь идет о выживании и сохранении потомства, то тех животных, которые замаскированы, может ждать такой же успех, как и тех, которые полагаются на скорость в процессе репродукции и передачи своих генов следующему поколению. В результате естественный отбор не обязательно отдаст предпочтение тому или другому варианту. То, какой признак разовьется, может стать делом случая, благодаря которому мутация происходит сначала у популяции, которая становится объектом нападения хищников.

Или же, как вариант, то, какой признак разовьется, может быть контингентно изначальному фенотипу и генотипу вида. Вид, который был в целом активен, может быть предрасположен к развитию у него тех признаков, которые обеспечивают большую скорость, при условии, что он сталкивается с новым хищником, в то время как у более оседлого вида может развиться лучший способ маскировки. Ни один из вариантов не превосходит другой, но эволюционный итог может сильно зависеть от первоначальных условий.

Может быть и так, что одно решение действительно превосходит другое, но в некоторых случаях легче выработать приближенное к оптимальному решение. Французский ученый Франсуа Жакоб^[43], получивший Нобелевскую премию за свое исследование работы ДНК, предложил аналогию, объясняющую, почему естественный отбор не всегда приводит к эволюции идеально созданного организма. Естественный отбор, говорил Жакоб, это не инженер, который вырабатывает оптимальное решение проблемы. В данном случае, продолжал он, лучше представить себе умельца-самоучку, мастера на все руки, который использует любые доступные материалы, чтобы изготовить любой приемлемый вариант – не лучшее, а наиболее достижимое в данных обстоятельствах решение.

Теперь представьте себе вид птиц, который оказывается в местности с озером, кишащим рыбой. Они могут начать нырять в воду за рыбой, а со временем начать адаптироваться к водной среде: у птиц начнут формироваться крупные и мощные задние лапы, как у баклана, или трансформироваться крылья, как у пингвинов. Предположим, что самый лучший способ быстро и проворно плавать – это задействовать в воде сильный и мускулистый хвост, двигая им взад-вперед или вверх-вниз, именно это делают самые быстрые пловцы. Но у птиц нет длинных хвостов: они потеряли их ранее в процессе своей эволюционной истории, более сотни миллионов лет назад, сохранив лишь крошечные остатки сплавленных костей («хвосты» птиц состоят только из перьев, а не из костей). Я не говорю, что повторная эволюция длинного хвоста невозможна, но естественный отбор, этот мастеровой, вероятно, не пойдет таким путем. У птицы уже есть крылья, и ее лапы способны обеспечить ей необходимый проталкивающий импульс. Гораздо более вероятным выглядит тот вариант, что естественный отбор, скорее, будет способствовать улучшению ее плавательных умений за счет уже существующих структур, чем развивать новую способность с нуля, даже если в конечном итоге перекроенная птица с костистым хвостом – что напоминает скрещение гагары и крокодила – может оказаться лучшим пловцом.

Но, все равно, если птица-крокодил будет лучше адаптирована – станет лучшим и быстрым пловцом, – тогда почему бы плавающей птице не продолжать развиваться в этом направлении? Ответом может быть, что переход от одной адаптивной формы к другой может быть трудным, так как промежуточные условия бывают хуже. Длинный сильный хвост может быть великолепен для быстрого проталкивания тела, но короткий шлепок хвоста может просто помешать движению, фактически уменьшая плавательную результативность. У естественного отбора нет дара предвидения: он не будет отдавать предпочтения негативному свойству только потому, что это ранний шаг на пути, ведущему к лучшему в конечном итоге свойству. Напротив, чтобы определенная черта развилась в ходе естественного отбора, каждый шаг на этом пути должен быть улучшением того, что было раньше: естественный отбор никогда не отдаст предпочтение худшему свойству, даже если это всего лишь переходный эволюционный этап.

Как следствие, виды могут в конечном итоге застрять на уровне близких к оптимальным адаптациях. Какой бы ни была причина, но их предки не выбирали лучшую дорогу к адаптации. Естественный отбор заставлял вид развиваться, и он, в конце концов, приспосабливается, но не так хорошо, как мог бы. Такой ход рассуждений подчеркивает роль, которую может играть контингентность в определении направления эволюции и в том, почему в результате виды могут пойти разными путями, столкнувшись с идентичными природными условиями. Различия видов в их родовом генотипе и фенотипе или в том, какая мутация произойдет первой, могут заставить виды адаптироваться по-разному и даже иногда привести к ухудшенным адаптациям.

ПО ТОЙ ЖЕ САМОЙ ЛОГИКЕ можно ожидать, что чем больше похожи два родственных вида, тем вероятнее, что они будут развиваться похожим образом, когда столкнутся с одинаковыми избирательными условиями. Именно это и происходит. И нет никакого совпадения в том, что лучшие примеры повторяющейся конвергенции можно найти среди близкородственных видов. У ящериц анолисов один и тот же набор представителей рода развивался четыре раза, и при этом ни один другой тип островной ящерицы не конвергировал с анолисами. Два практически идентичных вида носатой энгидрины относятся к одному роду.