Да, те, кто разводит животных, не превратили кошку в собаку, а лабораторные исследования не преобразовали бактерию в амебу (хотя, как мы видели, в лабораторных условиях возникли новые виды бактерий). Однако глупо думать, что это серьезные возражения против естественного отбора. Большие преобразования занимают время – много времени. Чтобы на самом деле увидеть действие естественного отбора, нам нужно экстраполировать маленькие изменения, которые отбор создает в течение нашей жизни, на миллионы лет, которые ему требуются, чтобы осуществиться в природе. Точно так же нам не проследить, как Большой Каньон делается все глубже, но, глядя в эту огромную пропасть, по дну которой незаметно протачивает свой путь река Колорадо, усваиваешь самый важный урок дарвинизма: слабые силы, действующие в течение длительного времени, порождают огромные и важные перемены.
Глава 6Как секс управляет эволюцией
Нельзя думать, чтобы, например, самцы райских птиц или павлинов давали себе столько труда, поднимая, распуская и приводя в дрожание свои великолепные перья перед самками, без всякой цели.
Вприроде мало существ могли бы соперничать с самцом павлина с его усеянным глазками переливчатым сине-зеленым хвостом, расправленным во всей красе роскошным веером позади сапфирового туловища. Но эта птица одним своим видом как будто опровергает все постулаты дарвинизма: ведь те самые особенности, которые придают павлину красоту, в то же время являются мальадаптивными, т. е. снижают его приспособленность, необходимую для выживания. Длинный хвост создает аэродинамические проблемы в полете, и в этом может убедиться каждый, кто хоть раз видел, как павлин пытается подняться в воздух. Хвост мешает павлинам взлетать на деревья, где они ночуют и спасаются от хищников, и особенно в сезон дождей, когда мокрый павлиний хвост превращается в настоящую обузу. Яркое оперение тоже выдает своего обладателя, особенно в сравнении с самками павлина, у которых и хвост короткий, и оперение неприметнее зеленовато-коричневой маскирующей расцветки. Кроме того, павлиний хвост, который приходится заново отращивать каждый год, требует больших энергетических затрат.
Если вдуматься, павлинье оперение не только лишено смысла, но и мешает владельцу. Как оно может считаться адаптацией? И если такое оперение, согласно теории эволюции, порождено естественным отбором и гены самца павлина, отвечающие за эту особенность, сильнее и передаются потомкам, то почему в таком случае сильный ген не возобладал и самки павлинов не выглядят так же ярко и пышно, как самцы? В 1860 г. в письме американскому биологу Азе Грею Дарвин ворчливо жаловался на эти загадки: «Было время, когда я содрогался от самой мысли о павлиньих глазка́х, но я преодолел эту фазу, и теперь меня беспокоят некоторые детали этой структуры. От одного вида пера в павлиньем хвосте меня бросает в дрожь!»
Загадкам наподобие павлиньего хвоста в природе несть числа. Возьмем, к примеру, вымершего гигантского или большерогого оленя (относится к роду Megaloceros из семейства оленевых, включавшему самых больших оленей, когда-либо существовавших в природе; обитали в Европе и Азии). Этот вид вымер всего-навсего 10 000 лет назад. У самцов гигантского оленя размах рогов достигал 3,6 м! Такие рога весили примерно 40 кг и держались на могучем трехкилограммовом черепе. Только представьте себе, какая это нагрузка – все равно что целыми днями таскать на голове подростка. А ведь гигантский олень полностью сменял рога, ежегодно сбрасывая их, как и павлин свой хвост.
В природе известны также случаи, когда лишь одному полу какого-то вида присущи не только яркие внешние особенности, но и необъяснимые повадки. Например, в Центральной Америке обитает тунгарская лягушка (Engystomops pustulosus), самцы которой при помощи раздувающихся голосовых связок каждую ночь распевают любовные серенады. Эти звуки привлекают самок, но не только: на них слетаются кровососущие насекомые и летучие мыши, чьей добычей самцы тунгарской лягушки становятся гораздо чаще, чем безгласные самки. В Австралии живут птицы под названием шалашники или беседковые птицы (Ptilonorhynchidae). Самцы шалашника строят причудливые сооружения из веточек; в зависимости от вида птиц, постройки бывают в форме тоннелей, грибов или шалашей. Эти сооружения самец шалашника украшает цветами, ракушками улиток, ягодами, семенами, а если поблизости обитают люди, то и бутылочными пробками, осколками стекла и фольгой. Постройки достигают 3 м в ширину и 1,5 м в высоту, и у самца уходят часы, а то и дни на то, чтобы возвести подобное сооружение. Однако в качестве гнезд постройки не используются. Зачем же тогда так стараться?
В отличие от Дарвина, нам даже не приходится гадать, в какой мере все эти причудливые особенности снижают шанс особи на выживание. За последние годы у исследователей накопилось немало доказательств того, что они дорого обходятся своим хозяевам. Самец краснозобого бархатного ткача отличается блестящим черным оперением с темно-красным ошейником и пятном на голове и чрезвычайно длинными хвостовыми перьями почти вдвое длиннее тела. Если понаблюдать за самцом ткача в полете, за тем, как полощется в воздухе его хвост, неизбежно возникает вопрос: зачем птице такое излишество? Орнитологи Сара Прайк и Стеффан Андерссон из Гётеборгского университета провели в Южной Африке эксперимент: отловив самцов краснозобого бархатного ткача, они подрезали птицам хвосты. Птиц разделили на две группы, первой группе хвостовое оперение подрезали примерно на 3 см, а второй – на 10 см. Затем птиц выпустили на волю, а по окончании брачного периода вновь отловили. Как выяснилось, особи с хвостами подлиннее потеряли в весе больше, чем короткохвостые. Следовательно, нефункционально длинный хвост – большой недостаток для владельца.
То же относится и к яркому окрасу, что наглядно продемонстрировал хитроумный эксперимент с ошейниковой пустынной игуаной (Crotaphytus collaris). У этой ящерицы 30 см длиной, обитающей на западе США, самцы и самки внешне очень отличаются: у самцов бирюзовое туловище, желтая голова, черный ошейник и черно-белые пятна, в то время как окрас у самок не такой пестрый и яркий – они серовато-коричневые и пятна у них менее заметные. Группа ученых из Университета штата Оклахома, возглавляемая Джерри Хасаком, решила проверить гипотезу о том, что яркий окрас самцов привлекает больше хищников. Для этого в пустыне установили множество глиняных фигур ошейниковых игуан, расписанных так, чтобы в точности повторять окрас самцов и самок. На мягкой глине следы от укусов хищников должны были отпечататься очень отчетливо. Через неделю исследователи осмотрели фигуры. Хищники и впрямь приняли изображения за настоящих игуан. Все 35–40 ярко раскрашенных фигур самцов были сплошь испещрены следами от укусов – главным образом, змеиных зубов и птичьих клювов. Но из 40 тускло окрашенных фигур самок не пострадала ни одна!
Различия между самцами и самками одного и того же биологического вида – например, окрас, хвост, голос – называются половым диморфизмом (от др.-греч. δι- два, μορφα – форма) (см. примеры на рис. 23). Ученые раз за разом убеждаются, что проявления полового диморфизма у самцов, судя по всему, опровергают эволюционную теорию, поскольку понижают шансы особи на выживание и отнимают у нее силы и время. Так, цветастые самцы гуппи становятся жертвами хищников гораздо чаще, чем неярко окрашенные самки. Самец белохвостой каменки (Oenanthe leucura), средиземноморской птицы, прилежно возводит пирамиды из камушков и за две недели умудряется перетащить груз камней, по весу вдвое превосходящий его собственный. Самец полынного, или шалфейного, тетерева[40](Centrocercus urophasianus) исполняет сложный танец, торжественно расхаживая по прерии, и одновременно издает громкий клич, используя пару мощных резонаторов, раздувающихся на груди{32}. Все эти затеи отнимают у птицы немало сил; один такой танец сжигает количество калорий, соизмеримое с банановым десертом, сдобренным мороженым, сиропом, орехами и шоколадным соусом. Если особенности полового диморфизма вызваны отбором (а они настолько сложны, что ничем иным их не объяснишь), то нам необходимо найти объяснение, в чем же связь.
Разгадки
До Дарвина половой диморфизм оставался неразгаданной тайной. Тогдашние сторонники креационизма, как и теперешние, не могли объяснить, почему божественный творец решил снабдить лишь один пол в биологическом виде таким обликом, определенно мешающим выживанию особи. Дарвина, который изо всех сил стремился дать объяснение разнообразию природы, естественно, очень волновал ответ на вопрос, как развились эти, казалось бы, бессмысленные особенности. И в конечном итоге великий ученый нашел ключ к загадке: если внутри биологического вида есть какие-то различия между полами, то все внешние, поведенческие и анатомические особенности обычно приходятся именно на долю самцов.
Читатель, вероятно, уже успел догадаться, каким образом развились эти особенности, которые так дорого обходились самцам. Давайте вспомним, что идея естественного отбора не в выживании как таковом, а в продолжении рода. Да, роскошный хвост или умение распевать брачные песни не помогает особи выжить, зато увеличивает шансы обзавестись потомством; вот потому-то природа и создала такие экстравагантные внешние особенности и поведенческие причуды. Дарвин первым понял суть этой сделки и сформулировал название для того типа отбора, который отвечает за проявления полового диморфизма: половой отбор. (Поразительно, каким количеством великих идей мы обязаны Дарвину! Немудрено, что современные эволюционисты зачастую чувствуют себя карликами, которые копошатся у ног великана и прибавляют по крупинке к построенному им зданию.) Половой отбор – это просто-напросто разновидность отбора, повышающего шансы особи на обзаведение партнером, т. е. один из вариантов естественного отбора, но т