И наоборот, гуппи, обитающие в водоемах с низким процентом хищников, утратили всякую бдительность: они гораздо меньше ищут защиты в стае и ближе подплывают к своим врагам. Станут ли гуппи из экспериментальных популяций, перемещенные всего несколько лет назад из водоема, полного хищников, в водоем с малым их количеством, вести себя так же осторожно, как гуппи из их родного водоема? Или же у них разовьется более беспечное отношение к жизни?
Чтобы выяснить это, Магурран принесла рыбу в лабораторию[62] и начала разводить ее, выращивая потомство в отсутствие хищников. Затем она провела поведенческие эксперименты в аквариуме, поместив гуппи вместе с косяком рыб и реалистичной моделью хищника, чтобы посмотреть, как они будут реагировать.
Результаты лабораторных экспериментов были вполне недвусмысленными: у рыб наблюдалось бесшабашное поведение – все им было трын-трава. Оказавшись вместе с косяком рыб, они забыли о безопасности нахождения в стае, плавая повсюду в одиночку. А когда в аквариум опустили модель щуки-цихлиды, они подплыли совсем близко, чтобы посмотреть на нее. В экспериментальных внедрениях поведение гуппи, так же как жизненная история и окрас, эволюционирует быстро и предсказуемо.
Ширил О'Стин, олимпийская чемпионка по гребле, стала впоследствии эволюционным биологом[36] и пошла в этой работе дальше. Она стала наблюдать не за поведением гуппи, а за результатом их взаимодействия с хищниками. Развились ли у гуппи, обитавших рядом с ними, лучшие способности уходить от опасности, чем у гуппи, живущих спокойной жизнью в их отсутствие? Чтобы проверить это, она собрала гуппи из трех экспериментальных популяций. Две были в свое время помещены Эндлером и Резником в водоемы с низким процентом хищников, а третья была взята из того места, куда Резник добавил щук-цихлид. Для каждой из этих экспериментальных популяций О'Стин подобрала другую, чтобы использовать ее в качестве сравнения.
Для двух внедрений гуппи она использовала их родственные популяции, а для внедрения щуки-цихлиды воспользовалась соседней, в которой не было щуки.
Чтобы проверить свою гипотезу, О'Стин провела в лаборатории испытания на хищника, поместив гуппи из пары популяций в водоем с щукой-цихлидой. Как и предсказывала биолог, гуппи из водоемов, где не было щук, обладали гораздо меньшими навыками выживания, чем их более искушенные двойники: во всех трех случаях сравнения наивных гуппи съедали в два раз чаще, чем их более опытных сородичей. Последующие исследования указывали на то, что гуппи, живущие рядом с хищниками, не только более осмотрительны, но также лучше спасаются в случае нападения. Исследования подтвердили, что эти различия – результат предсказуемого эволюционного изменения.
СЕЙЧАС САМОЕ ВРЕМЯ обсудить этичность экспериментальных внедрений. Агрессивные виды во всем мире представляют собой заметную экономическую и экологическую проблему. Общий запрет на намеренные внедрения видов в местах, не являющихся их естественной средой обитания, даже с научными целями, многим ученым кажется здравым решением. На самом деле, именно Магурран и ее коллеги призвали ввести подобный мораторий на будущие внедрения гуппи.
В связи с перемещением рыб в другие места могут возникнуть некоторые потенциальные риски. Во-первых, такие внедрения нарушают природный порядок. Водоемы, где нет гуппи, это результат естественных процессов, и их обитатели адаптировались к жизни без них. Как показывает текущая работа Резника и других ученых, внедрение гуппи в водоем приводит к значительным изменениям экосистемы. В этом отношении можно рассматривать подобных внедренных гуппи, как еще один агрессивный вид, нарушающий природный порядок. И они ничем не отличаются от коричневой бойги, которая съела всех птиц с острова Гуам, или высасывающих воду тамарисков, которые меняют облик американского юго-запада.
Более того, влияние случаев внедрения гуппи не ограничивается водоемом, в который их выпускают.
Иногда гуппи можно остановить и не дать им продвинуться вверх по водопаду, но как только они доберутся до места над водопадом, их уже ничто не заставит упасть оттуда и спуститься вниз по течению. А добившись этого, внедренные особи могут одновременно занять ранее не заполненные другими водоемы и повлиять на природные популяции гуппи, внеся туда новый генетический материал.
Эти перемещения также могут повлиять и в научном плане. Поместите гуппи в водоем, и другой ученый уже не сможет использовать его, чтобы узнать, что происходит в нем, когда там нет гуппи. По мере того, как их гены перемещаются вниз по течению, измененный генетический пейзаж влияет на потенциальное исследование всего водного протока.
Я задавал Резнику вопрос по поводу данной критики. И он ответил мне, что внедрение гуппи – совсем не то же самое, что перемещение неместных видов из одной части света в другую. Скорее, он копировал то, что происходит в природе, перемещая гуппи из нижних частей реки в места, расположенные выше по течению. Да, гуппи действительно иногда умудряются подняться над водопадами, карабкаясь вверх по временным ручьям, стекающим с горы в период дождей. И он видел, как наводнения вымывали оттуда гуппи. Так что наличие или отсутствие гуппи в определенном месте – вещь непостоянная, они приходят и уходят. На самом деле генетические исследования, проведенные в лаборатории Резника, показали, что в настоящее время популяции гуппи проводят в верховьях рек довольно короткое время – результат недавней колонизации. Другими словами, то, что мы видим сегодня, отражает природный баланс колонизации и исчезновения вида. То, что в водоеме, расположенном в верховьях рек, нет гуппи, вовсе не означает, что их там никогда не было и никогда не будет. Популяции гуппи постоянно колонизируют верхние водоемы, а внедрения Резника – это всего лишь имитация естественного продолжающегося процесса.
И, по сути, это философский спор о взаимосвязи научного прогресса и нерушимости природы в нашем меняющемся мире. Здесь не может быть объективно правых или неправых – есть просто разные мнения. В Тринидаде подобные внедрения не запрещены, их продолжают осуществлять с одобрения властей.
ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ЭВОЛЮЦИИ ГУППИ продолжаются и становятся глубже по мере того, как ученые рассматривают новые аспекты, а также то, как гуппи влияют на развитие других видов. В настоящее время Резником и другими учеными осуществляются более экспериментальные внедрения. Тем не менее на основании этих исследований уже можно сделать один главный вывод: гуппи эволюционируют предсказуемым образом в ответ на новые условия.
Исследование Эндлером экспериментального внедрения, опубликованное в 1980 году, быстро стало классикой. А всего через несколько лет за ним последовал доклад Резника об эволюции жизненной истории гуппи из второго внедрения. Научный мир обратил на это внимание: эволюционная биология может быть экспериментальной наукой даже в условиях дикой природы. И все же удивительно: много лет прошло, прежде чем было опубликовано очередное исследование экспериментальной эволюции. И целью этой работы было изучить нечто совершенно новое.
Глава шестаяЯщерицы-изгои
Если вы прилетите на Багамы[63] – не важно, в какое место, – одну вещь вы непременно увидите. Не пляжи, не казино и не пальмы. Ну, пальмы-то вы, вероятно, увидите – было бы сложно оказаться на Багамах и не заметить их. Но еще более вездесущими – их встретишь на деревьях, тротуарах, на зданиях, на кустах, на земле, да практически везде – являются маленькие коричневые ящерицы, представители рода Anolis, те ящерицы, которых я изучаю.
Унылое название данного вида – коричневый анолис – не передает великолепия этой ящерицы. Следует признать, что на первый взгляд эти ящерицы длиной в шесть дюймов имеют довольно скучный оттенок коричневого, хотя иногда на теле попадаются изысканные ромбовидные или V-образные черно-белые отметины, идущие вдоль спины. Но вдруг неожиданно самец поднимает голову, зачастую выпрямляя передние лапы, чтобы быть выше, и из-под шеи появляется его блестящий красно-оранжевый подгрудок. Этот парадный «галстук» сочетается с его оживленным разудалым поведением – он бегает, позирует, дерется, ест, крутит интрижки. В общем, коричневым анолисам некогда скучать.
Пара коричневых анолисов
На Багамах трудно найти место, где нет этих ящериц, но Тому Шёнеру это удалось.
Являясь в настоящее время одним из видных экологов в мире, Шёнер собаку съел в том, что касается изучения карибских анолисов. Его интересовало, какое количество их видов способно сосуществовать в одном месте. В середине 1970-х годов Шёнер и его жена, биолог Эми Шёнер два года подряд летом отправлялись в плавание на Багамы, осматривая крупные и мелкие острова. Обычно Багамы описывают, как архипелаг, состоящий из семисот островов, но данное количество занижено – явное жульничество с названием. Дело в том, что самые крошечные острова – известняковые скалы с чахлыми кустиками и иногда с маленькими деревьями – официально именуют «утесами». Тысячи таких утесов разбросаны по всей территории Багамских островов, и Шёнеры посетили многие из них. Они обнаружили, что чем меньше их размер, тем меньше там растительности. А на самых крошечных утесах площадью всего в несколько десятков квадратных футов были лишь жалкие ее клочки.
И действительно, на этих крошечных островах в отличие от всех других мест на Багамах отсутствовали ящерицы.
Шёнеры решили поставить эксперимент. Казалось, что анолисы не могли выжить на маленьких островах. Но, с другой стороны, а почему нет? Даже сегодня ученым не вполне понятно, каким образом исчезают их популяции. Шёнеры воспринимали эти острова как возможность изучить процесс исчезновения вида: они решили поместить на них небольшое количество ящериц и понаблюдать за тем, как популяции сойдут на нет.
Но все пошло совсем не так. Шёнеры вели наблюдение за жизнью обитателей островов на протяжении пяти лет. Популяции на крошечных островах размером чуть больше ванны исчезли быстро. Популяции, жившие на островах чуть побольше, продержались немного дольше. Некоторые ящерицы смогли прожить в течение четырех лет. Но на всех островах с растительной зоной больше круга подачи популяции ящериц выжили и даже прекрасно себя чувствовали. Данный результат был неожиданным. Если острова были пригодны для жизни ящериц, то тогда почему они там отсутствовали? Шёнеры предположили, что, возможно, причиной являются периодические природные катаклизмы. А когда говоришь о природных катаклизмах Карибского бассейна, то первой строчкой в списке стоят ураганы.