Чтобы разобраться с этими сложностями, Дарвин выдвинул собственную теорию. Он заявил, что распространение видов объясняется не творением, но эволюцией. Если растения и животные каким-то образом распространялись на большие расстояния и могли эволюционировать и порождать новые виды после распространения, то это вместе с происходившими в древности изменениями на поверхности Земли, например ледниковыми периодами, могло бы объяснить многие особенности биогеографии, которые ставили предшественников Дарвина в тупик.
Как выяснилось со временем, Дарвин был прав, но не совсем. Да, действительно, многие факты из области биогеографии становились понятны, только если поверить в эволюцию, расселение видов и изменения земной коры. Многие, но далеко не все. Крупные нелетающие птицы, такие как африканские страусы, нанду и эму, встречаются соответственно в Африке, Южной Америке и Австралии. Если у них всех был общий нелетающий предок, как они могли так широко распространиться? И почему на востоке Китая и на востоке Северной Америки, так далеко отстоящих друг от друга, встречаются одни и те же растения, например тюльпанное дерево и симплокарпус вонючий, которые не попадаются на промежуточных территориях?
Сейчас мы получили ответы на многие вопросы, на которые когда-то не удалось ответить Дарвину, и этим мы обязаны развитию двух областей, которые он и вообразить не мог: теории дрейфа континентов и молекулярной систематике. Дарвин принимал идею о том, что Земля со временем менялась, но даже представить не мог, насколько сильны были эти перемены. С 1960-х гг. ученые знают, что в прошлом география мира сильно отличалась от современной, поскольку гигантские суперконтиненты перемещались, соединялись и вновь расходились{22}.
Примерно сорок лет назад мы начали накапливать сведения, полученные путем секвенирования ДНК и белков, которые рассказывают не только об эволюционных взаимоотношениях между видами, но и сообщают примерное время, когда эти виды отделились от общих предков. Эволюционная теория прогнозирует, а полученные данные подтверждают, что, по мере того как виды ответвлялись от общих предков, их ДНК менялись во времени в общем и целом равномерно. Мы можем использовать эти «молекулярные часы», сверяя их по ископаемым предкам современных видов, чтобы установить время отделения тех видов, которые плохо представлены в палеонтологической летописи.
При помощи «молекулярных часов» мы можем сопоставить эволюционные соотношения между видами с известными нам перемещениями континентов точно так же, как с движениями ледников и формированием настоящих сухопутных перемычек, таких как Панамский перешеек. Таким образом мы сможем узнать, совпадает ли по времени возникновение видов с появлением новых континентов и мест распространения. Эти новшества превратили биогеографию в масштабный детектив: при помощи разнообразных инструментов и как будто бы не связанных между собой фактов биологи могут вычислить, почему виды живут в определенных местах. Например, теперь мы знаем, что сходство между африканской и южноамериканской растительностью неудивительно, потому что их предки некогда населяли суперконтинент Гондвану, который разделился на несколько частей (нынешние Африку, Южную Америку, Индию, Мадагаскар и Антарктиду), и разделение это началось примерно 170 млн лет назад.
Каждый очередной шаг дедуктивного биогеографического расследования подтверждает эволюцию. Если бы виды не появились эволюционным путем, то их географическое распространение, как ископаемых, так и современных, не могло бы получить объяснения. Давайте сначала рассмотрим виды, которые обитают на континентах, а затем – обитателей островов, поскольку эти столь непохожие места обитания обеспечивают нам совершенно разные доказательства эволюции.
Континенты
Начнем с наблюдения, которое бросается в глаза каждому, кто много путешествует по миру. Если вы посетите две разные местности с похожими климатом и почвами, вы увидите там разные типы жизни. Возьмем, к примеру, пустыни. Многие растения пустынь относятся к суккулентам: у них наблюдается сочетание адаптивных признаков, таких как крупные мясистые стебли, позволяющие сохранять влагу, шипы, чтобы отваживать хищников, и маленькие листья или полное их отсутствие, что помогает предотвратить потерю влаги. Однако в разных пустынях произрастают разные типы суккулентов. Суккуленты Северной и Южной Америки относятся к семейству кактусовых. Однако в пустынях Азии, Австралии и Африки кактусовые не произрастают, и суккуленты принадлежат к совершенно другому семейству, а именно молочайных. Различие между двумя типами суккулентов легко заметить, потому что они по-разному цветут и у них разный сок: у кактусовых сок прозрачный и водянистый, а у молочайных – молочно-белый и горький. Но, несмотря на эти фундаментальные различия, кактусовые и молочайные могут быть очень похожи. У меня дома на подоконнике растут представители обоих семейств, и, если бы не таблички, гости бы их не различали.
Зачем бы верховному творцу помещать столь различные между собой растения с похожим обликом в разные части света, которые кажутся экологически одинаковыми? Не разумнее было бы поместить одинаковые виды растений в районы с одинаковым типом почвы и климата?
Возможно, вы возразите, что хотя пустыни и кажутся похожими, однако условия в них различаются незаметными, но существенными чертами, так что семейства кактусовых и молочайных были сотворены так, чтобы каждое было максимально приспособленным к своей среде обитания. Однако это объяснение не работает: когда кактусы завезли в пустыни Старого Света, где они изначально не произрастали, они там прекрасно прижились. Например, североамериканскую опунцию завезли в Австралию в начале 1800-х гг. первопоселенцы, планировавшие с ее помощью добывать красный краситель из насекомого под названием кошениль, который питается опунцией (краситель также называется кошениль и именно он придает персидским коврам глубокие оттенки темно-красного цвета). К XX в. опунция распространилась так широко, что стала настоящим бедствием: этот сорняк заполонил тысячи акров сельскохозяйственных угодий, а меры, принимаемые для борьбы с опунцией, были жестокими, но тщетными. Обуздать распространение опунции удалось лишь в 1926 г. с помощью кактусовой огневки: гусеницы этих бабочек живут и питаются на опунциях, эффективно ограничивая их численность. Это один из первых и наиболее успешных примеров биологического контроля. Так что опунции совершенно точно способны жить в австралийских пустынях, хотя природные суккуленты в этих краях принадлежат к молочайным.
Самый известный пример разных видов, которые играют одинаковые роли, – сумчатые млекопитающие, в наши дни обитающие в основном в Австралии (виргинский опоссум – хорошо известное исключение), и плацентарные млекопитающие, которые преобладают в остальных частях света. У двух групп наблюдаются существенные анатомические различия, в первую очередь касающиеся репродуктивной системы: практически у всех сумчатых есть сумки, а детеныши появляются на свет очень недоразвитыми, в то время как у плацентарных млекопитающих есть плацента, позволяющая потомству рождаться более развитым. Тем не менее в остальном некоторые сумчатые и плацентарные удивительно похожи между собой. Существуют, например, сумчатые кроты, по облику и повадкам очень похожие на плацентарных кротов; сумчатые мыши, напоминающие плацентарных мышей; сахарные сумчатые летяги, которые перелетают с дерева на дерева точно так же, как плацентарные летяги, и сумчатые муравьеды, повадками полностью схожие с южноамериканскими плацентарными муравьедами (рис. 20).
Здесь снова может возникнуть вопрос: если животные были созданы намеренно, почему верховный творец создал на разных континентах в корне различных животных, которые тем не менее так похожи по облику и повадкам? Нельзя сказать, чтобы сумчатые были безусловно лучше приспособлены к жизни в Австралии, чем плацентарные, потому что, когда плацентарных млекопитающих завезли в Австралию, они там отлично прижились. Например, завезенные в Австралию кролики превратились в настоящее бедствие и вытеснили местных сумчатых: скажем, кроличьего бандикута или обыкновенного билби (маленькое млекопитающее с необычайно длинными ушами). Чтобы помочь финансировать кампанию по искоренению кроликов, специалисты по охране окружающей среды предлагают заменить пасхального кролика на пасхального билби: каждую осень полки австралийских супермаркетов заполняются полчищами этих шоколадных зверьков.
Ни один креационист – ни библейского, ни какого-либо иного толка – до сих пор не смог предложить правдоподобного объяснения тому, почему разные типы животных в разных местообитаниях имеют сходный внешний облик. Все, на что способны креационисты, – это ссылаться на непостижимые причуды творца. Однако теория эволюции вполне способна объяснить эту закономерность, и объясняет она ее хорошо известным процессом под названием конвергентная эволюция. Суть проста. Биологические виды, которые живут в похожих условиях, подвергаются сходному давлению отбора, поэтому адаптируются похожим образом, или конвергируют: приобретают сходный вид и повадки, несмотря на то что никакого родства между ними нет. Однако эти виды все равно сохраняют ключевые различия, которые и указывают на разницу в их происхождении. (Самый известный пример конвергенции, или сближения, – это маскирующий белый окрас, присущий таким разным арктическим животным, как белый медведь и полярная сова.) Предок сумчатых когда-то поселился в Австралии, в то время как плацентарные расселились в остальных частях мира. И плацентарные, и сумчатые породили множество видов, и эти виды адаптировались к разной среде обитания. Если ты выживаешь и размножаешься лучше, потому что роешь норы под землей, то естественный отбор уменьшит твои глаза и даст тебе мощные когти для рытья, и не важно, к какому семейству ты принадлежишь – к сумчатым или плацентарным. Однако у тебя все равно сохранятся отдельные характерные признаки твоих предков.