Гуппи

Мой коллега, доктор Джон Эндлер, недавно переехавший из Северной Америки в Университет Эксетера, рассказал мне следующую изумительную — а также, увы, наводящую печаль историю. Он летел внутренним рейсом в Соединенных Штатах, и пассажир, сидевший рядом, завел беседу, спросив его, чем он занимается. Эндлер ответил, что он профессор биологии, проводит исследование диких популяций гуппи в Тринидаде. Мужчина все больше и больше заинтересовывался исследованием и задавал много вопросов. Заинтригованный элегантностью теории, которая, похоже, лежала в основе экспериментов, он спросил Элдера, что это была за теория, и кто ее создал. Только тогда доктор Эндлер обронил, что, как он правильно догадывался, было громом среди ясного неба: «Она называется дарвиновской теорией эволюции путем естественного отбора!» Все поведение мужчины сразу же изменилось. Его лицо стало красным; он резко отвернулся, отказался разговаривать дальше и прервал то, что до того времени было любезной беседой. Действительно, более чем любезной: доктор Эндлер написал мне, что мужчина «задал до этого несколько отличных вопросов, показывающих, что он с энтузиазмом и пониманием следил за рассуждением. Это действительно печально. Эксперименты, о которых Джон Эндлер рассказывал своему предвзятому попутчику, изящны и просты, и они служат красивой иллюстрацией скорости, с которой может работать естественный отбор. Здесь уместно обратится к собственным исследованиям Эндлера, потому что он также является автором «Естественного отбора в дикой природе», ведущей книги, в которой были собраны примеры таких исследований и изложены их методы. Гуппи — популярная пресноводная аквариумная рыбка. Как и фазаны, с которыми мы встретились в главе 3, самцы более ярко окрашены, чем самки, и аквариумисты ведут селекцию на еще большую яркость. Эндлер изучал диких гуппи (Poecilia reticulata), которые водятся в горных потоках в Тринидаде, Тобаго и Венесуэле. Он заметил, что местные популяции поразительно отличались друг от друга. В некоторых популяциях взрослые самцы были радужно окрашены, почти столь же красочны. как выведенные в аквариумах. Он предположил, что их предки подвергались отбору на свои яркие цвета самками гуппи, таким же образом, как самцы фазанов отбираются самками. В других местах самцы были намного более блеклыми, хотя они все равно были ярче, чем самки. Как и самки, хотя в меньшей степени, они были хорошо замаскированы на фоне каменистого дна речных потоков, в которых они живут. Эндлер показал с помощью изящных количественных сравнений по многим местам в Венесуэле и Тринидаде, что ручьи, где самцы были менее яркими, были ручьями с большей активностью хищников. В ручьях со слабой активностью хищников самцы были более ярко окрашены, с большими, более аляпистыми пятнами, и большим их количеством: здесь у самцов более свободно могла эволюционировать яркая окраска, чтобы нравиться самкам. Давление самок на самцов для эволюции ярких цветов существовало там все время, во всех различных изолированных популяциях, независимо от того, сильное или слабое давление оказывали местные хищники в противоположном направлении. Как всегда эволюция нашла компромисс между давлениями отбора. Гуппи интересны тем, что Эндлер фактически мог видеть, как компромисс варьирует в различных ручьях. Но он сделал еще лучше. Он продолжал экспериментировать. Представьте, что Вы хотели бы поставить идеальный эксперимент, чтобы продемонстрировать эволюцию камуфлирующей окраски: что бы Вы сделали? Замаскированные животные сливаются с видимым фоном. Могли бы Вы поставить эксперимент, где у животных на самом деле прямо у Вас на глазах эволюционирует окраска, напоминающая фон, который Вы для них обеспечили в эксперименте? Желательно два фона, с различными популяциями на каждом? Цель состоит в том, чтобы устроить нечто похожее на отбор двух линий кукурузы с высоким и низким содержанием масла, которую мы видели в Главе 3. Но в этих экспериментах отбор будет проводиться не людьми, а хищниками и самками гуппи. Единственной вещью, которая будет различаться в двух экспериментальных линиях, будет различные фоны, которые мы предоставим. Возьмите нескольких животных одного вида с камуфляжной окраской, можно насекомых, и распределите их произвольно по различным клеткам (или вольерам, или водоемам, в зависимости от того, что подходит), имеющим различающиеся цветом или узором фоны. Например, Вы могли бы придать половине вольеров фон зеленого леса, а другой половине — красновато-коричневый фон пустыни. Поместив Ваших животных в их зеленые или коричневые вольеры, затем оставьте их жить и размножаться в течение стольких поколений, сколько времени у Вас есть, после чего вернитесь, чтобы посмотреть, эволюционировала ли у них окраска, напоминающая их фон, зеленая или коричневая соответственно. Конечно, Вы можете рассчитывать на результат, только если Вы поместите в вольерах и хищников. Итак, давайте поместим туда, скажем, хамелеона. Во все вольеры? Нет, конечно нет. Помните, это — эксперимент; поэтому поместите хищников в половину зеленых вольеров и в половину коричневых. Эксперимент должен проверить предсказание, что в вольерах с хищниками насекомые эволюционируют, становясь зелеными или коричневыми — чтобы стать более похожими на их фон. Но в вольерах без хищников они могли бы эволюционировать, становясь более отличными от их фона, чтобы быть приметными для самок. Я долго лелеял мечту поставить точно такой же эксперимент с плодовыми мушками (потому что их репродуктивный цикл настолько короткий), но, увы, я так и не смог найти для этого время. Поэтому я особенно рад сообщить, что это именно то, что Джон Эндлер проделал, не с насекомыми, а с гуппи. Конечно, он использовал в качестве хищников не хамелеонов, а выбрал рыбу, названную креницихла сердцевидная, Crenicichla alta, которая является опасным хищником для этих гуппи в дикой природе. И при этом он использовал не зеленый против коричневого фона — он выбрал кое-что более интересное. Он заметил, что маскировка гуппи обязана большей частью своим пятнам, часто весьма большим, узор из которых напоминает узор дна, засыпанного гравием, их родных ручьев. В некоторых ручьях гравий более каменистый, в других более мелкий, более песчаный. Это были те два фона, которые он использовал, и Вы согласитесь, что маскировочная окраска, которую он искал, была более тонкой и более интересной, чем мои зеленый цвет против коричневого. У Эндлера была большая оранжерея, чтобы моделировать тропический мир гуппи, и он устроил в ней десять водоемов. Он обложил гравием дно всех десяти водоемов, но пять из них имели грубый, крупный гравий, а другие пять — более мелкий, песчаный. Вы можете видеть, к чему это идет. Предсказание состоит в том, что подвергаясь интенсивному отлову хищниками, гуппи на этих двух фонах разойдутся друг от друга за эволюционное время, каждый в направлении, соответствующем их собственному фону. Там, где хищников мало или нет вообще, предсказывается, что самцы должны иметь тенденцию становиться заметными, чтобы впечатлять самок. Вместо того, чтобы в половину водоемов поместить хищников, а в другую половину — нет, Эндлер снова поступил более тонко. У него было три уровня хищничества. В двух водоемах (в одном с мелким и одном с крупным гравием) не было хищников вообще. В четырех водоемах (двух с мелким и двух с крупным гравием) была опасная креницихла сердцевидная. В оставшихся четырех водоемах Эндлер поместил другой вид рыбы, ривулус Харти Rivulus hartii, которая, несмотря на ее английское название, «killifish» [звучит как «убийственная рыба»] (на самом деле, оно весьма неуместно, так как ее назвали в честь мистера Килле), относительно безопасен для гуппи. Это — «слабый хищник», тогда как креницихла сердцевидная является сильным хищником. Условия со «слабым хищником» — лучшая контрольная группа, чем без хищников вообще. Причина в том, что, как объяснял Эндлер, он попытался смоделировать два вида естественных условий, и он не знает ни одного природного ручья, совсем не содержавшего хищников: таким образом сопоставление между сильным и слабым хищничеством более соответствует природным условиям. Итак, структура такова: гуппи были распределены произвольно по десяти водоемам, пяти с крупным гравием и пяти с мелким. Всем десяти колониям гуппи позволили свободно размножаться в течение шести месяцев без хищников. В этот момент эксперимент начинался по-настоящему. Эндлер поместил одного «опасного хищника» в каждый из двух водоемов с крупным гравием и в двух водоемах с мелким гравием. Он поместил шесть «слабых хищников» (шесть, а не одного, чтобы достичь лучшего приближения к относительной плотности двух видов рыб в дикой природе) в каждый из двух водоемов с крупным гравием и двух водоемов с мелким гравием. А остальные два водоема просто остались как прежде, вообще без хищников. После пяти месяцев хода эксперимента Эндлер провел перепись по всем водоемам, а также подсчитал и измерил пятна на всех гуппи во всех водоемах.

Девять месяцев спустя, то есть всего через четырнадцать месяцев, он провел еще одну перепись, подсчеты и измерения тем же способом. И каковы результаты? Они были захватывающими, даже спустя столь короткое время. Эндлер использовал различные показатели «цветных узоров» рыб, один из которых был «количеством пятен на одну рыбу». Когда гуппи были впервые помещены в их водоемы, прежде, чем внедрили хищников, был очень большой разброс по числу пятен, потому что рыба была собрана из многих ручьев с большим разнообразием состава хищников. В течение этих шести месяцев, прежде чем ввели каких-либо хищников, среднее число пятен на одну рыбу подскочило вверх. По-видимому, это произошло под влиянием отбора самками. Затем, в момент, когда ввели хищников, произошло разительное изменение. В четырех водоемах, в которых был опасный хищник, резко упало среднее число пятен. Разница была вполне очевидной при пятимесячной переписи, и число пятен уменьшилось еще больше к четырнадцатимесячной переписи. Но в двух водоемах без хищников и четырех водоемах со слабой активностью хищников число пятен продолжало увеличиваться. Оно достигло плато еще при пятимесячной переписи и осталось высоким до четырнадцатимесячной переписи. В отношении числа пятен, слабое хищничество, кажется, в значительной степени было равносильно отсутствию хищников, пересиливаемое половым отбором самками, которые предпочитают много пятен. Это все, что касается числа пятен. Размеры пятен рассказывают столь же интересную историю. В присутствии хищников, не важно слабых или сильных, крупный гравий содействовал возникновению относительно больших пятен, в то время как мелкий гравий благоприятствовал относительно маленьким пятнам. Это легко истолковать как имитацию размерами пятен размеров камней. Восхитительно, однако, то, что в водоемах, где не было вообще никаких хищников, Эндлер обнаружил в точности противоположную ситуацию. Мелкий гравий способствовал возникновению крупных пятен на самцах гуппи, а крупный гравий благоприятствовал небольшим пятнам. Они более заметны, если не имитируют камни на соответствующем им фоне, и это хорошо для привлечения самок. Изящно! Да, изящно. Но это было в лаборатории. Мог ли Эндлер получить аналогичные результаты в условиях дикой природы? Да. Он отправился к природному ручью, содержащему опасную креницихлу сердцевидную, в котором самцы гуппи были все относительно неприметны. Он поймал гуппи обоих полов и пересадил их в приток того же самого ручья, который не содержал ни гуппи, ни опасных хищников, хотя мелкий хищник ривулус Харти присутствовал. Он оставил их там жить и размножаться, и ушел. Двадцать три месяца спустя он возвратился и вновь исследовал гуппи, чтобы увидеть то, что произошло. Удивительно, менее чем через два года самцы заметно сдвинулись в направлении более яркой окраски, без сомнения, подталкиваемые самками и свободно идущие по этому пути в отсутствие опасных хищников. Одна из хороших вещей в науке, что это общественное дело. Ученые публикуют свои методы, а также свои выводы, что означает, что любой другой, в любой точке мира, может повторить их работу. Если они не получают те же результаты, мы хотим знать, почему. Обычно они не просто повторяют предыдущую работу, но расширяют ее: продвигают ее. Блестящее исследование Джона Эндлера гуппи просто просится быть продолженным и расширенным. Среди тех, кто их продолжил, был Дэвид Резник из Калифорнийского университета в Риверсайде. Спустя девять лет после того, как Эндлер провел серию своих экспериментов с такими захватывающими результатами, Резник и его коллеги повторно посетили это место и исследовали потомков экспериментальной популяции Эндлера еще раз. Самцы были теперь очень ярко окрашены. Движимая самками тенденция, которую наблюдал Эндлер, здорово продвинулась. И это было не все. Вы помните серебристо-черных лис Главы 3, и как искусственный отбор по одному признаку (приручаемость) потянул за собой целую группу других: изменение сезона случки, уши, хвост, цвет меха и другие? Что ж, нечто подобное случилась и с гуппи, под действием естественного отбора. Резник и Эндлер уже заметили, что, когда Вы сравниваете гуппи в кишевших хищниками ручьях с гуппи в ручьях с только слабым хищничеством, различия в цвете — лишь вершина айсберга. Есть целая группа других различий. Гуппи из ручьев с низким хищничеством достигают половой зрелости позже, чем гуппи из ручьев с высоким хищничеством, и они крупнее, когда достигают взрослого возраста; они производят молодняк реже; и их выводки имеют меньшую численность, а сами мальки крупнее. Когда Резник исследовал потомков гуппи Эндлера, его результаты были почти слишком хороши, чтобы быть правдой. Те гуппи, которым дали свободу следовать движимому самками половому отбору, а не движимому хищниками отбору на выживание особи, не только стали более ярко окрашенными: во всех других отношениях, которые я только что перечислил, у этих рыб эволюционировала целая группа других изменений, сродни тем гуппи, что обычно встречаются в диких популяциях, где хищники отсутствуют. Гуппи созревали в более позднем возрасте, чем в ручьях, населенных хищниками, они были крупнее, и производили меньше и более крупное потомство. Баланс сместился в направлении нормы для прудов без хищников, где сексуальная привлекательность имеет приоритет. И все это случилось ошеломляюще быстро по эволюционным стандартам. Позже в книге мы увидим, что эволюционные изменения, засвидетельствованные Эндлером и Резником, движимые исключительно естественным отбором (собственно, включая половой отбор), мчались вперед на скорости, сопоставимой с достижениями при искусственном отборе домашних животных. Это — захватывающий пример эволюции прямо у нас на глазах. Одна из удивительных вещей, которую мы узнали об эволюции — что она может быть и очень быстрой, как мы видели в этой главе, а при других обстоятельствах, как мы знаем из ископаемой летописи, очень медленной. Медленней всего у тех живых существ, которых мы называем «живыми ископаемыми». Они не буквально воскресли из мертвых, как замороженные бактерии Ленски. Но они — существа, которые изменились так мало по сравнению с их отдаленными предками, что это почти тоже самое, как если бы они были ископаемыми. image020 Лингула Моим любимым живым ископаемым является брахиопод Lingula. Вам не нужно знать, что такое брахиопод. Они, конечно, были бы основным продуктом меню в процветающем ресторане даров моря перед великим пермским вымиранием четверть миллиарда лет назад — самым катастрофическим вымиранием всех времен. На первый взгляд их можно спутать с двустворчатыми моллюсками — мидиями и их разновидностями — но на самом деле они очень отличаются. Две их раковины — верхняя и нижняя, тогда как раковины мидий — левая и правая. В эволюционной истории двустворчатые моллюски и плеченогие были, как незабываемо выразился Стивен Джей Гулд, судами, которые перемещаются ночью. Некоторые плеченогие пережили «Великое Вымирание» (снова фраза Гулда), и современная Lingula (вверху) настолько подобна ископаемой Lingulella, ниже, что ископаемому первоначально дали то же самое родовое название, Lingula. Этот конкретный экземпляр Lingulella восходит к ордовикской эре, 450 миллионам лет назад. Но есть ископаемые, также первоначально названные Lingula, а теперь известные как Lingulella, датируемые более чем пятистами миллионами лет, кембрийской эрой. Я должен признать, однако, что окаменелые раковины — это не слишком детальная база, и некоторые зоологи ставят под сомнение притязания Lingula считаться почти неизменившимся «живым ископаемым». image021 Lingulella - почти идентичный своим современным родственникам Многие проблемы, которые мы встречаем в эволюционной аргументации, возникают только потому, что животные так неосмотрительны, что эволюционируют с различными скоростями, и даже иногда могут быть так неосмотрительны, что не эволюционируют вообще. Если бы был закон природы, предписывающий, что число эволюционных изменений должно всегда быть обязательно пропорционально прошедшему времени, степень сходства точно отражала бы близость родственных отношений. В реальном мире, однако, мы должны устоять перед эволюционными спринтерами, такими как птицы, которые оставили свои рептилийные корни стоящими в мезозойской пыли, и уникальности которых в нашем восприятии помогло то стечение обстоятельств, что все их соседи по эволюционному дереву были убиты астрономической катастрофой. В другой крайности, мы не должны поддаваться «живым ископаемым», таких как Lingula, которые, в крайних случаях, изменились так немного, что почти могли бы скрещиваться со своими отдаленными предками, если бы только сватающая машина времени могла обеспечить им свидание. Lingula — не единственный известный пример живого ископаемого. Другие включают в себя Limulus, мечехвостов, и целакантов, которых мы встретим в следующей главе.
<< | >>
Источник: Докинз Ричард. Величайшее шоу на Земле: свидетельства эволюции. 2014

Еще по теме Гуппи:

  1. И. К. Беляевский. Коммерческая деятельность, 2008
  2. Введение
  3. Коммерческая деятельность в бизнесе
  4. Понятие и сущность коммерции и коммерческой деятельности
  5. Продавцы и покупатели на рынке товаров
  6. Маркетинг в коммерческой деятельности
  7. Торговля как коммерческий процесс
  8. Роль научно-технического прогресса в коммерции
  9. Социальные аспекты коммерции
  10. Организация хозяйственных и договорных связей в коммерческой деятельности
  11. Понятие хозяйственных связей в коммерческой деятельности
  12. Понятие договора (контракта) и его роль в коммерческих отношениях
  13. Процесс заключения договора: этапы и оформление
  14. Поиск партнера в процессе заключения сделки
  15. Основные экономические и финансовые категории и показатели коммерции
  16. Понятие и формы коммерческого капитала
  17. Финансы в коммерческой деятельности