Текст книги "О чём молчат рыбы. Путеводитель по жизни морских обитателей"

Теория плакатной окраски Лоренца как подтверждалась, так и опровергалась последующими исследованиями. Некоторые рыбы соответствуют модели, согласно которой более яркой окраской отличаются более конфликтные, агрессивные виды. Черные спинороги, например, целиком окрашены в относительно незаметный темно-синий цвет, и это довольно миролюбивый вид; расписные спинороги, как те, которых я видела на Раротонге, раскрашены более броско и значительно более драчливы. Однако есть виды, для которых справедливо обратное: более агрессивные рыбы отличались и более тусклой окраской.

Дополнительным подтверждением теории плакатной окраски является тот факт, что у многих видов взрослые и молодые особи выглядят совершенно по-разному. В раннем возрасте императорские ангелы окрашены в темно-синий цвет с белыми и ярко-голубыми концентрическими кольцами. Только в возрасте около двух лет на их коже постепенно проступают желтые и синие полосы, заменяющие кольца. Предполагается, что такая смена наряда позволяет молодым рыбам снизить агрессию со стороны взрослых.

В опубликованном в 1980 г. исследовании императорских ангелов в Красном море немецкий биолог Ханс Фрике отправился нырять и взял с собой двух маленьких раскрашенных деревянных рыбок, одну с полосами, как у взрослой особи, другую с кольцами, как у молодняка. Он прикрепил их к рифам на территориях различных императорских ангелов и наблюдал за их реакцией. Можно было бы предположить, что реальных рыб не обманут неподвижные деревянные копии, однако рыбы по-разному реагировали на эти две окраски. Взрослые императорские ангелы чаще атаковали «взрослую рыбу» и обычно оставляли «молодняк» в покое. Такое простое исследование показывает, что цвета молодых рыб могут задабривать взрослых, позволяя им спокойно путешествовать по рифу до тех пор, пока они не будут готовы заявить о правах на свою собственную территорию, предъявив взрослые цвета. Некоторые другие виды рыб-ангелов также носят школьную форму, что затрудняет их определение только по молодым особям. Это также подтверждает, что молодые рыбы пытаются избежать драк.

Однако это применимо не ко всем рыбам. В исследовании гарибальдий (Hypsypops rubicundus), обитающих в калифорнийских водорослевых зарослях, было показано, что окраска молодняка не обеспечивает особой защиты. Томас Нил из Калифорнийского университета (Санта-Барбара) собрал молодых гарибальдий разного возраста, часть из которых все еще были покрыты синими с металлическим отливом пятнами, свидетельствующими об их молодости, а некоторые их уже потеряли и стали полностью оранжевыми. Он соединил этих близких по размеру, но по-разному окрашенных молодых особей со взрослыми и наблюдал, как зрелые особи агрессивно атаковали рыб с пятнами.

Вместо того чтобы отгонять захватчиков, некоторые плакатные цвета приглашают их остаться. На коралловых рифах многие виды губанов и бычков выполняют роль дантистов и санитаров. Они создают станции очистки и проводят свои дни, отщипывая мертвую кожу и чешую с рыб-клиентов, вычищая остатки пищи между их зубами и отрывая от них кровососущих паразитов. Многие из этих рыб-чистильщиков покрыты желтыми и синими полосами, что является частым сочетанием цветов на рифе. В прозрачной голубой воде эти два цвета заметны с большого расстояния. И, поскольку синий и желтый находятся далеко друг от друга в спектре, они хорошо контрастируют под водой. С помощью такой окраски рыбы-чистильщики широко рекламируют свои услуги.

Гипотезы о том, что рыбы используют окраску для того, чтобы прятаться или, наоборот, заявлять о себе как можно громче, основываются на предположении, что они могут различать цвета. И на самом деле это так. Глаза рыб имеют такое же базовое строение, как и человеческие. У рыб, как и у нас, есть пара заполненных жидкостью глазных яблок с узким зрачком, пропускающим свет, и хрусталиком, фокусирующим изображение на светочувствительных клетках сетчатки. Одним из различий между рыбьими и человеческими глазами является форма хрусталика. Когда свет проходит из воздуха в наши глаза, он сразу начинает изгибаться внутрь и фокусироваться на сетчатке из-за разных показателей преломления воздуха и жидкости. Затем мышцы корректируют форму овального хрусталика для тонкой отладки изображения (за исключением тех из нас, кто страдает близорукостью или дальнозоркостью и использует очки). Откройте глаза под водой, и все становится размытым, поскольку вы моментально теряете фокусировочные свойства границы между воздухом и глазом, и свет сразу проходит внутрь без отклонения. Если бы рыбы имели хрусталик такой же формы, как у нас, им понадобились бы очки с очень толстыми стеклами, чтобы четко видеть. Вместо этого у них в глазах установлены сферические хрусталики, значительно сильнее искривляющие свет. В следующий раз, когда вы приготовите рыбу целиком, вскройте ей глаз, и найдите хрусталик, аккуратный и круглый, как шарик из подшипника, и мутный, поскольку вы рыбу уже пожарили и белки внутри денатурировали, как в вареных яйцах. Когда рыбы фокусируют взгляд на предметах вблизи или вдалеке, они двигают хрусталик внутри глаза, как мы приближаем или отдаляем увеличительное стекло от своих глаз.

Цветное зрение обеспечивается специализированными светочувствительными клетками сетчатки – колбочками. Каждая колбочка воспринимает определенный спектр световых волн; они поглощают световые фотоны и отправляют нервные сигналы в мозг. Сравнивая сигналы от разных колбочек, мозг воспринимает цвета. У людей обычно три типа колбочек, и наш мозг интерпретирует их сигналы как непрерывную радугу цветов от темно-синего до красного.

Чтобы определить, какие цвета видят рыбы, биологи рассекают сетчатку и используют специальные аппараты спектрофотометры, которые освещают сетчатку лучом света и измеряют, волны какой длины она поглощает. Начиная с 1980-х гг. исследователи используют микроспектрофотометры, которые светят тонкими лучами на отдельные колбочки. Такого рода исследования показали, что рыбы в целом видят полный спектр цветов. Некоторые рыбы имеют два типа колбочек, некоторые четыре, а некоторые воспринимают лучи из той части спектра, которая людям не видна.

Например, у многих пресноводных рыб развилось зрение с особой чувствительностью к красной части спектра. Они могут видеть дальний красный и инфракрасный свет, которые мы не воспринимаем. Это объясняется тем, что, когда солнечный свет проходит через пресную воду, частицы ила и водоросли поглощают лучи света с определенной длиной волны и смещают свет в сторону красной области спектра, поэтому рыбам доступно больше красного света. Помимо этого, некоторые мигрирующие (проходные) виды меняют свою способность видеть определенные цвета, когда перемещаются между пресными и солеными водами. Лососи и миноги лучше видят синий свет, когда передвигаются в синей морской воде. Затем, когда они поднимаются по рекам вглубь материка, они корректируют свои зрительные пигменты, чтобы видеть дальний красный и близкий инфракрасный свет. Лимонные акулы меняют зрение в обратную сторону. В молодости они обитают в мутных водах среди корней мангровых зарослей, а потом уходят в открытое море и меняют восприимчивость к красному свету на восприимчивость к синему.

Есть рыбы, способные видеть ультрафиолетовые лучи (УФ). Долгое время предполагалось, что рыбы на это не способны, поскольку УФ-лучи под водой сильно рассеиваются и поэтому бесполезны для рыб. Но оказалось, что для короткоцикловых видов УФ – это идеальная длина волны, чтобы отправлять секретные сообщения на короткие расстояния, которые другие рыбы, в основном хищники, видеть не могут. Исследования рыб-ласточек показали, что они узнают друг друга по замысловатым узорам на мордах, отражающим УФ-лучи. Два вида маленьких желтых рыб-ласточек, амбонская и молуккская[37]37
  Амбонская рыба-ласточка была названа так в 1868 г. голландским ихтиологом Питером Блекером, через десять лет после того, как Уоллес побывал на Амбоне; этот вид широко распространен в западном Тихом океане от Японии до Австралии.


[Закрыть], для человеческого глаза практически одинаковые, но их УФ-отражающие узоры отличаются друг от друга. Такая окраска служит в качестве тайных плакатных цветов, которые рыбы-ласточки могут видеть, а хищные рыбы обычно нет. Хищники, как правило, живут долго, и у них в глазах имеются УФ-фильтры – собственные встроенные солнечные очки – по-видимому, чтобы защитить их от многолетнего воздействия солнечного света. Мелкие рыбки из короткоживущих видов этим пользуются и общаются друг с другом при помощи этих УФ-узоров, избегая внимания своих врагов.

Рыбы создают свои ослепительные, яркие наряды при помощи специализированных, расположенных в коже клеток – хроматофоров. Пигментные гранулы придают этим звездчатым клеткам определенный цвет. Часто встречаются черные меланофоры, красные эритрофоры и желтые ксантофоры. Цианофоры, клетки с синими пигментами, очень редкие. На данный момент они были обнаружены только у двух животных – в обоих случаях в рыбах из рода мандаринок: у красочной мандаринки (Synchiropus picturatus) и ее близкой родственницы глянцевой мандаринки (Synchiropus splendidus)[38]38
  Вполне вероятно, что другие синие пигменты будут найдены и у других живых организмов. Синекожие лягушки древолазы, одни из самых ядовитых существ на планете, являются вероятным кандидатом, но пока никто не рискнул это проверить.


[Закрыть]. Я заметила мандаринку, размером с мой мизинец, выглядывающую из ветвей коралла в мелкой лагуне в Палау в западной части Тихого океана. Она на мгновение показала мне свой великолепный зеленый с оранжевым узор и широкие плавники, окаймленные ультрамарином, будто лазуритовой крошкой.

За исключением этих двух рыб, во всех остальных случаях синий цвет в живой природе не создается пигментами, а является структурным цветом. Вместо того чтобы отражать свет с определенной длиной волн, как это делают пигменты, структурные цвета формируются, когда свет многократно отражается внутри вещества и происходят его дифракция и рассеивание. Структурные цвета встречаются повсюду в природе, от голубых небес до ярко-синей мошонки зеленой мартышки. Распространенные среди рыб серебряный и синий являются структурными цветами, создаваемыми другими типами клеток кожи – иридофорами. Они содержат кристаллы гуанина и служат крошечными зеркалами, отражающими и преломляющими падающий свет. Они светятся так же, как создаваемый моллюсками перламутр, и в самом деле – поддельные жемчужины часто изготавливали, покрывая стеклянные бусины перемолотой рыбьей чешуей.

Сочетание слоев хроматофоров и иридофоров создают все цвета и узоры рыб. Они могут меняться постепенно или за долю секунды, когда мышцы меняют ориентацию кристаллов и сжимают или растягивают хроматофоры, раскрывая или пряча содержащиеся внутри пигменты.

В открытой воде многие серебристые рыбы используют слои иридофоров, чтобы прятаться, даже если сделать это негде. Анчоусы, сельди, скумбрии и тунцы используют уникальные подводные световые условия для маскировки. Для того чтобы понять, как это работает, представьте лист прозрачного стекла, вертикально висящий в воде. Если вы посмотрите на стекло чуть снизу, то оно будет невидимым, поскольку свет через него проходит, и все, что видно, – это вода позади него. С другой стороны, вне воды вы обычно можете видеть стекло, поскольку какая-то часть света, которая необязательно совпадает с тем, что за стеклом, отражается обратно к вам; вы можете увидеть собственное отражение. Теперь заменим в воде стекло на зеркало. Если только мимо вас не проплывет стая рыб и вы увидите их отражение, зеркало исчезает точно так же, как стекло. Вы видите лишь синий свет, совпадающий с задним планом. Это происходит потому, что по мере прохождения через воду дневной свет затухает равномерно, и в горизонтальной плоскости его интенсивность всегда одинакова; если вы будете медленно кружиться под водой, яркость воды вокруг не будет заметно меняться. Ключевой момент заключается в том, что погруженное в воду зеркало отражает свет перед ним, имеющий такую же интенсивность, как свет позади, с другой стороны зеркала (на схеме луч A совпадает с лучом B). Невозможно отличить, смотрите ли вы на отражение в зеркале или на воду за ним – они выглядят одинаково. Таким же образом рыбы могут исчезать под водой, покрывая свое тело зеркалами и сливаясь с окружающей водой. Для этого им нужно держать свои серебристые тела вертикально. По-видимому, это одна из причин, почему рыбы многих видов очень тонкие и сплющенные с боков. Рыбы потолще решают эту задачу благодаря кристаллам, расположенным вертикально в коже, даже на округлых частях тела, благодаря чему создается такой же эффект, как и у плоского зеркала. Но рыбы все равно двигаются и отклоняются от вертикального положения, что нарушает эффект исчезновения, и поэтому серебристые стаи рыб, плавая по спирали, поблескивают и переливаются.

Лучшим способом оценить яркие пигменты и мерцающий блеск рыб является наблюдение за ними под водой, когда они проплывают перед вами. Когда рыбы покидают воду, их окраска и блеск быстро тускнеют, что неудивительно, поскольку они эволюционировали, чтобы быть видимыми под водой. До развития подводной фотографии единственным способом сохранить их великолепие была искусная работа художников, особенно тех, которые видели рыб собственными глазами, иногда при удивительных обстоятельствах.

В марте 1790 г. британский военный корабль «Сириус» столкнулся с коралловым рифом рядом с островом Норфолк, почти за 1450 км от восточного берега Австралии. Это был флагман Первого флота, который за несколько лет до этого приплыл в Австралию для создания каторжного поселения. Когда корабль начал погружаться в воду, капитан Джон Хантер первым делом позаботился о том, чтобы никто не утонул. Все 200 человек, в основном британские заключенные, были доставлены на остров. В течение следующих нескольких дней, пока корабль не развалился, команда спешно перетаскивала на берег припасы и необходимые вещи. Среди личных вещей, перевезенных на берег, был ящик с красками, принадлежавший мичману Джорджу Рейперу.

С тех пор как он три года назад покинул Британию на борту «Сириуса», Рейпер рисовал морские карты и порты, встречавшиеся по пути в Южном полушарии. После кораблекрушения, несмотря на печальные обстоятельства и приближающийся голод, Рейпер обратил свое внимание на местную дикую природу и начал ее рисовать.

Они были спасены через 11 месяцев, и, вернувшись домой, Рейпер привез с собой коллекцию подробных цветных рисунков, включая множество изображений рыб, обитавших вокруг острова Норфолк. Среди них были длиннорылый летрин (Lethrinus miniatus) с алыми плавниками и желтыми губами и трикорис (Coris sandeyeri) с пурпурно-зеленым румянцем на щеках; обоих легко узнать на рисунках как виды, до сих пор живущие рядом с островом.

Другие художники, изображавшие рыб в своих работах, не были столь реалистичны.

Еще раньше в XVIII в. на острове Амбон в Индонезии, где впоследствии Альфред Уоллес будет восхищаться коралловым рифом, некий голландец провел несколько лет, рисуя рыб. Самюэль Фаллур сначала был солдатом, а потом помощником священника в Голландской Ост-Индской компании. Местные рыбаки приносили ему рыб, изображения которых Фаллур продавал сотрудникам компании и европейским коллекционерам. Его детальные рисунки были напечатаны в нескольких книгах, включая изданную в Нидерландах в 1719 г. «Рыбы, раки и крабы» (Poissons, écrevisses et crabes). Это была первая книга с цветными иллюстрациями, посвященная рыбам, и было напечатано всего сто копий, что делает ее одной из самых редких книг по естественной истории[39]39
  В 2007 г. один экземпляр был продан на аукционе в Лондоне за 43 200 фунтов стерлингов.


[Закрыть]. На страницах этой книги можно было увидеть целый зверинец весьма странных существ. Рисунки Фаллура сильно стилизованы и являются скорее плодом творческой фантазии, чем точными изображениями животных, тем не менее многие нарисованные им виды можно узнать. Так, вполне узнаваемы кузовок-кубик, спинорог, крылатка-зебра и рыба-бабочка. Очевидно, он более творчески подходил к своей работе, чем Джордж Рейпер, возможно намеренно, чтобы продать больше рисунков европейским клиентам, коллекционировавшим экзотические диковинки. Полосы и пятна у нарисованных им рыб слишком яркие и крупные, тела украшены выдуманными геометрическими узорами и декоративными завитками. Если бы в Стране чудес стоял аквариум, то Алиса через стекло наблюдала бы именно за такими существами.

Необычная, порой вычурная окраска реальных рыб часто объясняется тем, что самки предпочитают самых ярких партнеров. Самцы могут щеголять в броских эффектных нарядах. «Выбери меня, выбери меня, – как будто бы молча призывают они. – Я буду самым лучшим отцом твоих детей, какого ты только сумеешь отыскать». Признаки полового диморфизма можно найти на телах многих животных, обычно самки и самцы внешне различаются. Как правило, самки скромные и незаметные, в то время как самцы значительно более яркие, привлекающие взгляд. Достаточно только вспомнить великолепный хвост павлина или розово-голубой зад мандрила. Эти и подобные им бросающиеся в глаза особенности самцов со временем становятся все более выраженными за счет взаимодействия двух типов генов: один отвечает за цветовые признаки, второй заставляет самок находить эти цвета привлекательными. Когда самка решает выбрать ярко окрашенного самца, в ее потомстве будут либо такие же яркие самцы, либо самки, разделяющие ее вкус к ярким цветам. Самкам не нужно красоваться, как их братьям, и они будут нести гены яркой окраски, но только скрытно. Эти гены окраски и предпочтений передаются вместе из поколения в поколение и со временем дают еще более эффектно окрашенных самцов и находящих их соблазнительными самок.

Но отсюда возникает вопрос: почему самки предпочитают ярко окрашенных самцов? Это отнюдь не прихоть: яркая окраска может быть признаком, который свидетельствует о прекрасном состоянии самца и помогает выбрать достойного партнера с отличными генами. У рыб красные и оранжевые оттенки особенно красноречивы. Эти цвета создаются каротиноидными пигментами, которые рыбы не способны сами синтезировать, они поступают исключительно из пищи, в основном креветок, крабов и других беспозвоночных (фламинго щеголяют розовым оперением по той же причине). Чтобы стать яркими, самцам нужно много есть. В результате самые яркие самцы – сытые, здоровые, сильные пловцы, способные добывать пищу, а все эти качества обычно поддерживаются хорошими генами. Выбирая ярких партнеров, самки обеспечивают хорошее генетическое наследие своему потомству.

Эффектная окраска самцов связана с предпочтением самок у многих рыб, от разноцветных радужных этеостом и краснеющего лосося до колюшек с красными животами, данио-рерио, соблазняющих друг друга яркими вспышками света, и рыб-попугаев, которые начинают жизнь скромными самками, а затем меняют пол и цвет и становятся экстравагантными самцами. И существует один особый вид рыб, на примере которого можно увидеть, как заинтересованный взгляд самок может быть чрезвычайно могущественной силой и как секс может двигать эволюцию в направлении определенной яркой окраски. В английском языке эти рыбы назывались по-разному: «миллионками», потому что их так много, и «радужными рыбами», поскольку самцы украшены разноцветными пятнами, полосами и крапинками. Однако теперь эти мелкие, всего 3 см в длину, рыбки известны как гуппи.

Они были названы в честь англичанина Роберта Гуппи[40]40
  Роберт Лечмер Гуппи более известен под своим вторым именем, Лечмер.


[Закрыть]. Он столкнулся с этим видом 150 лет назад, хотя и не был первым, кто его обнаружил. За несколько лет до этого их заметил немецкий исследователь Вильгельм Петерс. Но именно мистер Гуппи обратил внимание англоговорящего мира на этих рыбок, и поэтому теперь у нас есть гуппи, но не петерсы[41]41
  Научное латинское название гуппи менялось со временем, и множество синонимов было отвергнуто в пользу Poecilia reticulata.


[Закрыть].

Со времен их открытия гуппи стали одними из самых широко распространенных рыб; их заселили в пресные водоемы по всему миру в попытке контролировать численность личинок комаров и остановить распространение малярии; они побывали на Международной космической станции и живут во многих домах в качестве любимых аквариумных рыбок.

Изначально, до того как люди начали расселять их по планете и за ее пределами, гуппи обитали в пресных водоемах на Карибских островах и в Южной Америке. Мистер Гуппи нашел их на Тринидаде. Вдоль северного побережья острова тянется горная цепь, покрытая влажными высокогорными лесами, где живут ревуны, оцелоты, пекари и находящиеся на грани исчезновения золотистые квакши. С этих прохладных, туманных гор вниз спускаются реки и водопады, наполняющие прозрачные озера и ручьи, в которых и живут гуппи.

За последние 60 лет множество биологов с трудом пробирались сквозь горные леса Тринидада, чтобы изучать этих рыбок в естественных условиях. Одними из первых были супруги Эдна и Кэрил Хаскинс из США, и они заметили, что не все тринидадские гуппи одинаково ярко окрашены. В некоторых озерах и ручьях самцы переливались всеми цветами радуги, а в других они были больше похожи на самок с приглушенной окраской.

В конце 1970-х гг. Джон Эндлер из Принстонского университета (Нью-Джерси) приехал на Тринидад и начал фотографировать гуппи. Его фотографии выявили интересную закономерность. Вблизи вершин гор, где он погружался в озера, вычерпывал рыб и фотографировал их, он видел самых красочных и ярких гуппи. По мере того как он спускался вниз, от водоема к водоему, цвета рыб постепенно тускнели.

Эндлер также заметил, что и другие тринидадские рыбы отличались друг от друга в разных местах. В высокогорных водоемах он нашел только один хищный вид – тринидадского ривулуса, или ривулуса Харта (Anablepsoides harti). Эти рыбы имеют привычку выпрыгивать из воды, чтобы схватить жуков и муравьев со свисающих над прудом растений. В редких случаях ривулусы едят маленьких гуппи. Ниже в горах и в некоторых глубоких долинах Эндлер обнаружил множество хищных рыб, включая ненасытных охотников креницихл (Crenicichla frenata) – хищных цихлид, самых опасных врагов гуппи. Креницихлы не поднимаются вверх по течению из-за препятствий, создаваемых водопадами и речными порогами, поэтому истоки рек и озера, вне ареала этих прожорливых противников, значительно безопаснее для гуппи.

Пока Эндлер размышлял о различных сообществах рыб, живущих в водоемах на всей территории Тринидадских гор от верховий до низовий, у него возник вопрос. Пытаются ли самцы гуппи соблюсти тонкую грань между тем, чтобы быть замеченными и быть съеденными? С одной стороны, они должны быть достаточно яркими, чтобы привлечь самок; с другой, они не должны слишком бросаться в глаза, чтобы хищники их легко обнаруживали.

При помощи тысяч фотографий и измерений рыб Эндлер выявил красивую корреляцию. Самые красочные самцы гуппи обитают в самых безопасных водоемах с наименьшим числом хищников; они украшены большими пятнами, часто голубого и других заметных цветов. Там, где повсюду рыщут хищники, окраска самцов весьма скромная.

Но, как знает любой студент-естественник, корреляция не означает наличие причинно-следственной связи. Связь между уязвимостью и тусклыми цветами гуппи может быть простым совпадением. Чтобы проверить эту гипотезу, Эндлер провел несколько экспериментов.

В июле 1976 г. он выбрал опасный (для гуппи) ручей в нижней части тринидадских гор, где гуппи жили бок о бок с креницихлами. Он выловил 200 гуппи, сфотографировал их и выпустил в другой ручей неподалеку, отграниченный водопадом. В своем новом доме гуппи соседствовали только с ривулусом, умеренным хищником, не обращавшим на них особого внимания. Фактически Эндлер выключил прессинг хищников на этих рыб.

Через два года Эндлер вернулся, выловил гуппи из этой новой популяции и вновь их сфотографировал. За относительно короткое время, которое гуппи провели вдали от своих основных врагов, их окраска стала ярче. Это, конечно, не означает, что конкретные рыбы поменяли свой цвет, просто самые яркие самцы успешнее всех привлекали самок и породили самое большое число потомков, передав им свои цвета. Всего за несколько поколений[42]42
  Самки гуппи дают первое потомство в возрасте 10–20 недель; самцы созревают за 7 недель или меньше. В отличие от большинства костистых рыб, гуппи спариваются: самец помещает сперму в тело самки при помощи модифицированного анального плавника – гоноподия, и самки производят на свет живых мальков.


[Закрыть] гены яркой окраски самцов распространились в популяции, и средняя интенсивность окраски новых самцов гуппи стала выше. В сравнении с родительской популяцией, откуда они были взяты (и которую Эндлер также проверил), освобожденные от прессинга хищников самцы были украшены более крупными и красочными пятнами.

Меняя условия жизни гуппи, Эндлер подобрал ключ к тому, как работает эволюция при взаимодействии нескольких факторов – и, что весьма примечательно, он сделал это в дикой природе, а не в лаборатории. Самки отбирают яркие цвета, а хищники сдерживают красочность; эти две противодействующие силы воздействуют на меняющуюся со временем популяцию. Когда давление хищников на популяцию высоко, преимущество получают самцы с приглушенными брачными цветами. В безопасных условиях самцам выгоднее быть как можно более яркими, чтобы впечатлить самок.

Не удовлетворившись своими исследованиями в дикой природе, Эндлер захватил несколько гуппи с собой в Принстон. Там он построил несколько прудов, имитирующих тринидадские водоемы. Некоторые из них он сделал относительно безопасными, заселив их ривулусами, а другие более опасными, запустив в них креницихл. Затем в каждый пруд он поселил смесь гуппи разной окраски.

Уже через 14 месяцев он увидел, что самцы гуппи в безопасных прудах были самыми яркими. В опасных условиях размер всех пятен у самцов уменьшился, а голубые и переливающиеся пятна исчезли совсем. Казалось, Эндлер нашел регулятор яркости окраски, который мог подкручивать по собственному желанию.

В ручьях Тринидада гуппи некуда спрятаться, и воздействие хищников на популяцию гуппи выражено очень ярко. На коралловых рифах, где сложная, неровная структура местности позволяет рыбам прятаться в пещерах и расселинах, скрывая свою окраску, ситуация иная. При приближении хищников рыбы бросаются под коралл или в маленькую пещерку. Когда опасность миновала, они выплывают и щеголяют своей окраской, даже специально останавливаясь в лучах света, чтобы покрасоваться перед партнершами и отпугнуть соперников. Кроме того, некоторые рифовые рыбы перераспределяют пигментные гранулы в хроматофорах, делая свои плакатные цвета еще более яркими при встрече с конкурентами. Ночью, когда рыбы отдыхают на морском дне, они приглушают свои цвета, чтобы быть менее заметными.

Джон Эндлер помог гуппи стать одними из самых известных рыб в мире, по крайней мере среди биологов. В последние несколько десятилетий они стали весьма популярны среди исследователей, пытающихся найти ответы на важные вопросы эволюции и экологии.

Сегодня стайки гуппи живут колониями в лабораториях по всему миру, а биологи до сих пор отправляются в лесистые горы Тринидада для их изучения. Каждый год становятся известны всё новые подробности их жизни, а вместе с ними мы всё лучше понимаем, насколько пластичными и легко адаптирующимися могут быть живые существа. В 2007 г. исследователи из Университета Торонто (Канада) обнаружили, что самцы гуппи неодинаково окрашены с боков. Танцуя с самкой и пытаясь убедить ее спариться, самец показывает ей только свою лучшую, более красочную сторону.

Исследование, проведенное в 2013 г. в Тринидаде, показало, что самки гуппи предпочитают выделяющихся из общей массы самцов с редкой окраской. Но, как любая новая мода, которая начинается среди нескольких оригиналов, как, например, на хипстерские бороды, клетчатые рубашки или очки в толстой оправе, скоро она широко распространяется, и почти все выглядят одинаково. В конце концов окраска, которая была новой и волнующей среди гуппи, становится слишком популярной и выходит из моды. Скорее всего, у самок развился вкус к редким цветам потому, что он помогает им избежать инбридинга и спаривания с близкими родственниками. В результате популяции гуппи постоянно меняют окраску, поддерживая смесь оттенков и сохраняя свою репутацию «радужных рыб».

Многие другие исследования, в частности проведенные в лаборатории Дэвида Резника в Калифорнийском университете в Риверсайде, показали, что, помимо окраски, многие другие признаки гуппи также могут быстро изменяться в тринидадских водах: размер тела, продолжительность жизни, возраст полового созревания, число и размер потомков быстро отвечают на изменение давления хищников на популяцию.

Группа Резника измерила скорость эволюции[43]43
  Строго говоря, здесь речь идет о внутривидовой изменчивости и связанных с ней микроэволюционных процессах. – Прим. ред.


[Закрыть] гуппи в дарвинах (в 1949 г. британский ученый Джон Холдейн предложил дарвин в качестве относительной единицы эволюции)[44]44
  Один дарвин – это изменение определенного признака в e раз за миллион лет, где e = 2,718 (примерно).


[Закрыть]. В одном исследовании Резник обнаружил, что гуппи эволюционируют со скоростью от 3 700 до 45 000 дарвинов. Самые быстрые скорости, измеренные по палеонтологической летописи, составляют от 0,1 до 1 дарвина. Некоторые утверждают, что бессмысленно сравнивать эти две временные шкалы: месяцы изменения гуппи и многие миллионы лет изменения древних видов. Но Резник и другие ученые указывают на то, что пути микроэволюции могут многое нам рассказать о появлении и исчезновении видов в ходе развития жизни на Земле.

Все дикие популяции гуппи считаются одним видом, по крайней мере пока[45]45
  Существует еще один вид гуппи, собственно гуппи Эндлера из Венесуэлы (Poecilia wingei). Открытые Франклином Бондом в 1937 г., они были описаны лишь в 1975 г. Джоном Эндлером, а в декоративной аквариумистике появились совсем недавно. Так что автор не совсем прав насчет единственного вида. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]. На других рыбах было показано, что такие факторы, как окраска, предпочитаемая самками, могут быстро создать барьеры для спаривания, разделяя популяции и со временем приводя к формированию новых видов. И когда эти барьеры в виде окраски разрушаются, виды могут быть утеряны.

Смешайте все цвета и получите коричневый

Еще 30 лет назад в озере Виктория, одном из Великих Африканских озер, жили 500 видов цихлид. Однако с тех пор примерно 70 % из них вымерли. Вину часто возлагают на нильского окуня (Lates niloticus). Эти огромные хищные рыбы были заселены в озеро в 1950-х гг. в качестве источника пищи. Они могут достигать 2 м в длину и любят полакомиться цихлидами – но не всеми. Нильские окуни игнорируют по крайней мере 200 видов цихлид, однако многие из них все равно исчезли. Существует еще одно объяснение гибели цихлид, только косвенно связанное с хищными окунями.

Как и у гуппи, самки цихлид предпочитают самцов определенного цвета, и сейчас считается, что это единственный фактор, ограничивающий межвидовые скрещивания многих видов цихлид. Существует распространенное заблуждение, что разные виды не способны спариваться друг с другом и производить фертильное потомство. На самом деле разные виды довольно часто могут успешно спариваться, просто обычно они этого не делают, потому что их останавливают другие факторы, например такие физические барьеры, как горные хребты, или поведение, как в тех случаях, когда самки спариваются только с самцами определенного цвета. Цихлиды озера Виктория так быстро эволюционировали, возможно всего за 12 500 лет, что другие барьеры для спаривания просто не успели появиться – за исключением предпочтения определенной окраски. И в последние несколько десятилетий этот единственный ненадежный барьер пал, когда начали меняться воды озера.

Если бы вы отправились поплавать в озере Виктория в 1920-х гг., нырнули под воду и открыли глаза, то были бы способны видеть на расстоянии 5–8 м. В 1990-е гг. это расстояние составило бы всего метр. Озерная вода становится мутнее, потому что удобрения с фермерских угодий стекают в озеро и стимулируют развитие фитопланктона (цветение воды). Также в озеро смывается земля с территории вырубаемых вокруг лесов: корни деревьев больше не укрепляли почву, и началась эрозия. Почему стали рубить деревья? Чтобы разжигать костры для копчения заселенного в озеро нильского окуня.