Библиотека :)

Ошибки природы: Пределы и несовершенство естественного отбора [litres] (пер. Мария Витальевна Елифёрова) 2399K - Энди Добсон (скачать epub) (скачать mobi) (скачать fb2)

Энди Добсон Ошибки природы: Пределы и несовершенство естественного отбора

Знак информационной продукции (Федеральный закон № 436–ФЗ от 29.12.2010 г.)

Переводчик: Мария Елифёрова

Научный редактор: Яна Шурупова, канд. биол. наук

Редактор: Валентина Бологова

Издатель: Павел Подкосов

Руководитель проекта: Анна Тарасова

Художественное оформление и макет: Юрий Буга

Корректоры: Татьяна Мёдингер, Ольга Петрова, Елена Рудницкая

Верстка: Андрей Фоминов

Иллюстрация на обложке: Getty Images

Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.

Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.

© Andy Dobson, 2023

© Издание на русском языке, перевод, оформление.

ООО «Альпина нон-фикшн», 2026

⁂

Посвящается

Алесдеру Берроузу

и Мелани Чоллис

Благодарности

Будучи экологом, а не биологом-эволюционистом, я полагался на помощь друзей и бывших коллег, чтобы избежать фактических ошибок и неверных интерпретаций, и, если остались какие-то ошибки, это всецело моя вина. Люк Бюсьер прочитал главу о половом отборе и разъяснил некоторые моменты – не в последнюю очередь тонкости поведения и экологии толкунчиков, – а Сара Рэндольф, с присущими ей скептицизмом и въедливостью, высказала свои замечания после того, как вычитала первоначальный вариант текста. Я весьма благодарен Яну Бертону, Кейт и Эндрю Кэннонам, Дейву Уоррену, Кирану Мак-Коннеллу, Эндрю Хиту, Лизе Шёлин, Алексе Робертсон и моей маме за комментарии, поддержку и вдохновение, а также Фрэнсису Хутону за наши с ним увлекательные (и часто выводящие из себя) разговоры о Дарвине и Ламарке.

Приношу особую благодарность Хелен Тейлор – она не только была вынуждена жить со мной во время карантина из-за COVID–19, когда я писал эту книгу, но и высказывать свое экспертное мнение по каждой главе (а часто и по нескольким ее черновым вариантам), как только текст появлялся на экране моего ноутбука.

Я все еще удивлен и счастлив оттого, что мне вдвойне повезло: и с агентом – Эндрю Лоуни даже представить не может, как я ему благодарен, – и с издателем; надеюсь, они никогда не разочаруются в своем решении. Благодаря коллективу редакции History Press и Flint Books процесс подготовки рукописи прошел гладко и без лишних волнений, и в результате получилась тщательно отредактированная и прекрасно оформленная книга; выражаю особую признательность Алексу Боултону, Марку Бейнону, Лауре Переинек и Саймону Райту.

Наконец, я вообще не смог бы написать эту книгу, если бы не великодушие моего покойного дяди Алесдера Берроуза. Благодарю и сожалею, что вы уже не сможете ее прочитать.

Введение Не все так, как кажется

Художник Х. Р. Гигер подражал живой природе, сам того не ведая.

Все началось с «Некронома IV», жуткой картины, изображавшей некую форму жизни – отчасти человека, отчасти машину, отчасти фантастическое существо из иного мира. У монстра человекоподобные руки и грудь – хотя ребра выступают настолько отчетливо, что трудно сказать, есть ли на них кожа, – и вытянутое лицо с маленьким ртом. Глаза огромные, черные, без зрачков, а череп над ними выдается далеко назад, уродливо загибаясь. От спины монстра отходят трубчатые отростки и зазубренные хвосты рептилий, а живот – ног у этого монстра нет – сужается и переходит в хвост, закругленный конец которого напоминает фаллос.

Изображение совершенно гротескное.

Именно это в нем и привлекло Ридли Скотта. Гигеру заказали разработать образ существа для научно-фантастического фильма ужасов «Чужой», и он создал его на основе «Некронома IV». Кое-что было изменено: змеиное тело приобрело ноги, глаза исчезли – неизменным остался только гладкий блестящий лоб, – а челюсти теперь размыкались, открывая вторую, меньшую пару. Скотту принадлежала идея, что эти внутренние челюсти должны выдвигаться, они находятся на конце подвижного языка, выстреливающего изо рта в голову жертвы, словно болт из пневматического пистолета на скотобойне. Фильм «Чужой» вышел на экраны в 1979 г., а в 1980 г. Гигер и художник по спецэффектам Карло Рамбальди получат «Оскар» за лучшие визуальные эффекты. Только 37 лет спустя Гигер узнает, что природа уже опередила его.

Если точнее, это сделали мурены – род хищных рыб, представители которого проводят большую часть жизни, прячась в расщелинах и пещерках среди отмерших частей коралловых рифов. Из этих укрытий они совершают охотничьи вылазки за другими рыбами, а также головоногими моллюсками^[1] и ракообразными. Но, хотя мурены широко распространены и встречаются повсюду, один специфический аспект их пищевого поведения всегда казался очень странным: они просто втягивали пищу в глотку, не имея, казалось бы, никаких приспособлений для этого. Как они это делают, оставалось загадкой до тех пор, пока Рита Мехта из Калифорнийского университета в Дэйвисе не проанализировала видеозаписи, сделанные высокоскоростной камерой, запечатлевшей мурену, хватающую куски пищи. На экране происходило нечто удивительное: когда мурена смыкала зубы на добыче, из глотки стремительно выскакивала вторая, внутренняя пара челюстей. Эти глоточные челюсти хватали добычу и затягивали ее внутрь. Как сказал коллега Мехты, Питер Уэйнрайт, в интервью газете The New York Times, «когда мы получили эти записи, мы глазам своим не поверили».

Новость разлетелась по всему миру. Некоторое время в интернете был популярен замечательный научный мем, который распевали на мотив песни That's Amore («Это любовь»):

Череп мурены и глоточные челюсти (из статьи Mehta & Wainwright, 2007)

Невзирая на неуклюжую грамматику (правильный вариант не ложится на музыку), эта песенка передает идею весьма выразительно – но с одной важной оговоркой: когда челюсти распахиваются, а внутри обнаруживаются еще одни, это, скорее всего, не мурена. Почему? Потому что глоточные челюсти имеются у тысяч других видов рыб. Более того, в той или иной форме они имеются у большинства костистых рыб^[3]. Однако у подавляющего большинства видов, у которых такие челюсти есть, они не могут двигаться вперед или назад, так как неподвижно закреплены внутри в районе жабр, и поэтому недоступны для объектива скоростной камеры. Мурены взяли на вооружение простое и незатейливое приспособление и превратили в нечто эффектное.

Или это все же не так?

Доктор Мехта и ее коллеги были поражены тем, что мурены способны засасывать добычу в рот, но они прекрасно знали, что в действительности это достаточно стандартный фокус у рыб. Ученых удивило, что на такое способны мурены, ведь у них отсутствует то, что есть у других рыб, – хитроумное строение мышечно-челюстного аппарата ротоглоточной полости. Когда рыба, допустим форель, опускает нижнюю челюсть, ее рот расширяется также и в стороны, растягивая глубокие складки кожи. Таким образом существенно увеличивается объем ротовой полости, и, если проделать это быстро, резкое расширение создает область низкого давления, в результате чего под воздействием относительно высокого давления снаружи добыча резко втягивается в рот рыбы. Теперь можно закрыть рот, и добыча останется внутри. При просмотре видеозаписи на реальной скорости кажется, что добыча исчезает чуть ли не сама собой – настолько эффективен этот способ.

Проще говоря, форели не нужна выстреливающая челюсть. У нее есть глоточные челюсти – просто не такие, которые выскакивают из задней части глотки. Сложная мускулатура позволяет верхней и нижней глоточной челюстям независимо двигаться в нескольких плоскостях (по крайней мере у некоторых видов), и на них обязательно присутствуют зубы. У рыбоядных рыб (ихтиофагов) зубы глоточных челюстей тонкие, острые и способны сдирать плоть с добычи; у цихлид^[4] вида Trematocranus placodon (дурофагов) они, напротив, плоскодробящие, похожие на гвозди шляпкой вверх, и предназначены для раздавливания и перетирания раковин улиток, а у питающейся водорослями голубой мбуны (еще один вид цихлид) зубы глоточных челюстей гладкие, приплюснутые и просто сминают пищу перед проглатыванием.

Следовательно, такие рыбы, как форель, способны делать все то же, что и мурена, но при этом могут позволить себе роскошь предварительной обработки пищи перед перевариванием.

Когда форель поглощает пищу, ее ротовая полость быстро увеличивается в объеме, так что добыча быстро втягивается внутрь под воздействием относительно более высокого давления снаружи. Глоточные челюсти у нее не так подвижны, как у мурены, потому что для захвата пищи они не требуются

Можно было бы даже привести веские доводы в пользу того, что такой расширяющийся рот-ловушка лучше, чем выдвигающиеся вперед хватательные глоточные челюсти мурены, так как не требует предварительного контакта с жертвой и потому работает быстрее. В этом более широком контексте становится очевидно, что глоточные челюсти мурены в действительности компенсируют отсутствие у них сложных структур черепа, и за это решение муренам пришлось заплатить, пожертвовав способностью измельчать пищу. Следовательно, вопреки первому впечатлению, более совершенными челюстными механизмами обладают не мурены, а другие рыбы. И выстреливающая челюсть, как оказывается, не столько образец почти инопланетной эволюционной магии, сколько способ решить ту же проблему, только обходным путем, причем даже не особенно удачный.

Мурены в этом не одиноки.

В самом широком смысле эволюция – это изменение биологических организмов во времени, осуществляемое путем естественного отбора, процесса, в ходе которого полезные^[5] мутации^[6] в каждом поколении накапливаются и дают преимущества в конкуренции за выживание и размножение. Таким образом, у птиц, стрекоз и летучих мышей появилась способность к полету, змеи утратили конечности, электрические угри приобрели электрошокеры, у пауков возникла паутина, бобры стали обустраивать водные угодья, а муравьи – разводить грибы и тлей. Поражающее воображение разнообразие и изобретательность жизни невозможно недооценить, и в основе всего этого лежит естественный отбор.

Хотя искусность эволюции как будто не знает границ, нас слишком легко ослепляют внешние эффекты этого шоу, и можно проглядеть то, что не столь очевидно – и на первый взгляд менее полезно. Более того, несмотря на поразительную способность естественного отбора формировать новые виды, его возможности все же не безграничны, и, если мы действительно хотим понять все последствия эволюционного процесса, нам нужно разобраться в том, чего естественный отбор делать не может. Читатели, знакомые с теорией эволюции, вероятно, понимают, что у этого процесса нет никакой внутренней цели или преобладающего направления; они могут также знать о некоторых вопиющих «конструктивных недостатках» в организмах животных – таких как лишние пять метров возвратного гортанного нерва в шее жирафов^[7], – являющихся результатом наследования признаков от предковых форм в сочетании с отсутствием преднамеренности со стороны эволюции. Но причины, порождающие подобные причуды эволюции, значительно глубже.

Как выясняется, постепенное, но постоянное накопление признаков, дающих преимущество при размножении, – которые поддерживаются и сохраняются благодаря естественному отбору – не обязательно оборачивается на пользу особи или виду. «Усовершенствование» в любом разумном понимании этого слова достигается с трудом; гораздо чаще все остается по-прежнему. Как и выбрасывающиеся вперед челюсти мурены, большинство эволюционных изменений – это не более чем попытка не отставать от соседей, и в зависимости от того, кто эти соседи, даже удержаться на их уровне порой бывает невозможно. Внутривидовые и межвидовые взаимодействия зачастую перерастают в эволюционную «гонку вооружений», но неравенство относительных издержек и выгод ведет к тому, что в этой гонке у одной из сторон может оказаться постоянное преимущество.

Подобная соревновательная динамика помогает объяснить, почему у некоторых животных есть проблемы, которые, по-видимому, не в состоянии исправить естественный отбор. Далее в этой книге мы узнаем, например, почему виды-хозяева такого гнездового паразита, как обыкновенная кукушка, вероятно, никогда не научатся распознавать монстров-переростков в своих гнездах и почему газели, скорее всего, всегда будут иметь эволюционное преимущество перед гепардами. Но гонка вооружений – всего лишь один из нескольких механизмов, порождающих противоречащие здравому смыслу эволюционные решения. Когда у слона изнашивается шестой комплект зубов, седьмой прорезается крайне редко, и животное обречено на медленную смерть от голода. Данный феномен побуждает нас исследовать странности эволюции старения – и группу видов, которые, по-видимому, его избежали. Это также заставляет нас задуматься об отношениях между организмами и их генами; самые трогательные – и вместе с тем самые неприятные – явления в мире природы могут объясняться конфликтом между этими двумя сторонами, интересы которых не вполне совпадают. Хотя естественный отбор прежде всего самым непосредственным образом действует на особь^[8], но если тот же самый вариант гена (аллель) встречается в виде копий у других особей (а так почти всегда и бывает), то коллективный интерес может возобладать над интересами индивида. Одним из возможных последствий этого является альтруизм, другим – враждебность, или зловредность (spite)^[9].

Бывают также эволюционные конфликты с отрицательной суммой, в которых не оказывается ни победителей, ни побежденных. Великолепный хвост (если корректнее – перья надхвостья) павлина может показаться вам триумфом эволюции – каковым он, безусловно, является с чисто эстетической точки зрения, – но вряд ли хоть один павлин, если бы обладал способностью к самоанализу, разделил бы ваш восторг. Это роскошное украшение – продукт соревнования самцов за внимание самок, и оно явно имеет первостепенное значение, однако, если бы все самцы сговорились укоротить эти перья до определенной длины, их относительный брачный успех не изменился бы и им всем жилось бы легче и безопаснее. Разумеется, павлины не способны на такие акты кооперации, но не способен на них и естественный отбор. Эволюция никогда не избавит их от этой проблемы.

Каждое из этих явлений указывает на причуды эволюции, и у каждого, следовательно, есть объяснение, проливающее свет на то, как работает эволюционный процесс. В этом и заключается цель моей книги – исследовать некоторые важнейшие аспекты эволюции^[10], анализируя их неожиданные результаты. Это история об эволюционных ловушках, преградах, слепых пятнах, сделках, компромиссах и неудачных решениях. По ходу дела мы узнаем, почему животные всегда чуть-чуть не успевают за изменениями окружающей среды, почему неэффективность со временем возрастает, а также почему хищники обычно проигрывают, а паразиты выигрывают.

Это эволюция, а не рейтинг лучших хитов.

Замечание об условностях

Любой, кто пишет об эволюционной биологии, в какой-то момент сталкивается с проблемой телеологии – использованием выражений, предполагающих целенаправленное поведение там, где оно отсутствует. Например: «Самка шалфейного тетерева выбирает самых эффектных самцов, чтобы произвести самое качественное потомство». Или: «Вирус-возбудитель респираторных заболеваний в ходе эволюции развил способность вызывать у хозяина чихание, чтобы передаваться другим хозяевам». Обе фразы подразумевают намерение: самка тетерева хочет получить наилучшее потомство и знает, как это сделать, а вирус хочет передаваться от человека к человеку. На самом деле, разумеется, никакого намерения нет. Самка тетерева не знает, почему она тратит время на тщательный подбор партнера, вирус же вообще ничего не знает.

Язык телеологии изначально стали использовать в биологии потому, что до Дарвина он считался верным в буквальном понимании: природе присуща преднамеренность – животные ведут себя так, как угодно Богу, поэтому божественный замысел присутствует повсюду. Более поздние поколения биологов, прекрасно осознавая, что открытие механизма естественного отбора сделало этот язык непригодным, продолжали использовать его по той простой причине, что он удобен. Часто цитируемый британский ученый Дж. Б. С. Холдейн как-то пошутил: «Телеология для биолога как любовница – он жить без нее не может, но не хотел бы, чтобы его видели с ней на публике».

Соответственно, в этой книге вам попадутся примеры таких формулировок, как, скажем, в следующем описании китов из главы 9: «у них мощные хвостовые лопасти для плавания…» Предназначены ли хвостовые лопасти для плавания? Нет, они не были специально сконструированы для этой или любой другой цели; самое большее, что мы можем себе позволить, не прибегая к метафорам, – это сказать, что мощные лопасти дают возможность их обладателям плавать. Нельзя даже сказать, что появлению данной инновации предшествовала необходимость: предки китов, у которых не было мощных хвостовых лопастей, прекрасно выживали, о чем свидетельствует существование их потомков. Хвост не развился в ответ на некий запрос. Хвост появился в процессе эволюции потому, что каждый шаг на пути его постепенного формирования более эффективно способствовал репродуктивному успеху, чем предыдущий. Различие тонкое, но важное.

Впрочем, если читатель понимает, что используется условное – а не буквальное – описание событий, то немного телеологии нередко позволяет сделать текст об эволюции менее громоздким, а также упростить его восприятие. Рассмотрим альтернативу фразе про китовые хвосты – без телеологии:

…у китов хвост заканчивается широкой лопастью, соединенной с мощными мышцами, так как случайная мутация у предков китов привела к небольшому расширению прежде узкого хвоста, и оказалось, что это облегчило движение животного в воде. В результате особи с этим признаком могли тратить меньше энергии на передвижение, чем их конкуренты, поэтому такой признак, как широкий хвост, в конечном итоге за много поколений распространился в популяции, со временем становясь все более выраженным по мере накопления мутаций, способствовавших дальнейшему расширению. Кроме того, дальнейшее расширение хвоста сопровождалось тенденцией к укреплению мышц, позволяющих изгибать тело в дорсо-вентральном направлении, которые, в свою очередь, сами появились благодаря случайным мутациям в генах, отвечающих за строение и рост мышц, которые, как оказалось, были полезными для локомоции, таким образом обеспечив репродуктивное преимущество своим обладателям.

Это, безусловно, более точное описание, чем, например, «у них мощные хвостовые лопасти для плавания», но несколько слишком пространное.

На протяжении этой книги я постараюсь избегать телеологических формулировок, но только тогда, когда это возможно сделать, не жертвуя внятностью текста. Некоторые биологи считают обязательным избегать любых видов телеологических описаний, чтобы устранить намек на божественный (или вообще осознанный) замысел. На мой взгляд, это излишняя щепетильность. Надеюсь, читателям всегда будет понятно, где я использую метафорический язык, а не выражаюсь буквально; я, безусловно, постараюсь сделать формулировки доступными для понимания. Пока же я со всей вежливостью прошу читателей воздержаться от цитирования любых моих телеологических оговорок в своих креационистских блогах в качестве подтверждения того, что биологи-эволюционисты противоречат сами себе.

1 Выиграть бой, проиграть войну

Листья на ветру

Морской леопард выглядит почти до абсурда устрашающим. Его мускулистое, похожее на змеиное, тело, достигающее порой более 3 м в длину, увенчано головой, воплощающей примитивную угрозу, как у какого-нибудь доисторического морского ящера. На морде, лишенной, кажется, даже проблеска каких-либо эмоций или мыслей, можно увидеть лишь откровенно хищное, оценивающее выражение. И вообще, в этих животных есть что-то пугающе механическое, словно создающая их природа понимала, что бессмысленно украшать столь откровенную машину смерти; если самурайский меч и может быть произведением искусства, то никому не придет в голову украшать пулемет. Если бы Природа-мать была архитектором, морского леопарда можно было бы отнести к произведениям периода брутализма.

Однако вид Hydrurga leptonyx не является завершенным творением. Напротив, работа над ним все еще продолжается.

Неразумно подбираться слишком близко к пасти живого морского леопарда – взрослые особи весят до 600 кг, и известны случаи, когда они убивали людей, – но изучать фотографии и черепа вполне безопасно. Найдите образец и посмотрите на зубы. Клыки выглядят так, как и следует ожидать от клыков хищника, питающегося рыбой, пингвинами и тюленями, – крупные, длинные, функциональные на вид, а коренные зубы у него странные: они узкие, в форме трезубца, с глубокими бороздками, поэтому, когда челюсти сомкнуты, в них образуется система отверстий. В этом плане они напоминают зубы своего близкого родственника (и, увы, привычной добычи) – тюленя-крабоеда. Последнему не особенно подходит его обычное название (как и видовой эпитет^[11] carcinophaga, что по-латыни означает «крабоед»), так как крабов он не ест, но название рода Lobodon весьма уместно. Оно означает «с дольчатыми зубами», а дольчатые зубы тюлень-крабоед использует для того, чтобы кормиться крилем (крохотными ракообразными наподобие креветок), засасывая его в рот и отцеживая воду через отверстия между зубами. У зубов морского леопарда дольки не столь затейливой формы, как у его более мелких родственников, но они могут служить – и служат – той же самой цели; таким образом, эти чудовища с волчьими клыками могут питаться беспозвоночными, а не только пингвинами. Один из исследователей, участвовавший в экспериментальных наблюдениях и впервые отметивший подобное пищевое поведение морского леопарда, заявил, что это равнозначно открытию, что львы питаются не только антилопами, но и муравьями.

В любой отдельно взятый момент времени и в любом месте любой конкретный морской леопард может питаться главным образом очень крупной или очень мелкой добычей – или в равной степени сочетать то и другое, – и приспособленность к такому рациону в течение его жизни никак не изменится. Между тем сам вид может находиться на пути перемен. Так как зубы морского леопарда не настолько специализированы для фильтрации, как у тюленя-крабоеда, но все же более специализированы, чем у других тюленей близкородственных видов^[12], можно предположить, что они эволюционируют либо в сторону полной утраты этой функции, либо, наоборот, в сторону ее еще большей выраженности – без дополнительных палеонтологических данных трудно сказать, в какую именно. Возможно также, что они нашли золотую середину, которая лучше всего подходит для текущих условий, и поддерживают ее. Так или иначе, невозможно не увидеть в этих зубах следы прошлых изменений.

Эти изменения не имеют никакого отношения к выбору; мы ведь не думаем, что какой-то предок морского леопарда проснулся поутру, обнаружил, что его зубы слишком неудобны, чтобы питаться крилем, и решил что-то с этим сделать. Напротив, тюлени были пассивными путешественниками на этом пути, подобно листьям на ветру, они оказывались там, куда их направляет ход событий. Эта направляющая сила исходит из внешней среды. Если пингвины и другие крупные животные будут попадаться реже, то тем конкретным тюленям, у которых зубы оказались чуть более фестончатыми, будет легче прокормиться, чем другим, потому что они смогут более эффективно питаться крилем. Можно ожидать, что репродуктивный успех у них окажется выше, что приведет к возрастанию доли особей с подобными зубами в следующем поколении.

Если использовать некоторые полезные термины, можно сказать, что форма зубов из-за внешних условий находится под давлением отбора. Когда-нибудь позже, возможно, численность криля начнет снижаться, и морским леопардам будет выгодно сосредоточиться на пингвинах. Маятник качнется, вектор отбора изменится, и такие сложные, «резные» зубы станут не столько благом, сколько обузой – их легко можно сломать, смыкая челюсти на костях позвоночных.

Пока неизвестно, в каком направлении в долгосрочной перспективе будут двигаться потомки современных морских леопардов, но с учетом изменчивости факторов среды – климата, конкуренции, хищничества, кормовых возможностей и еще множества других – можно наверняка сказать, что это будут совсем иные животные. Таковы законы эволюции, и это происходит со всеми видами. Им свойственно меняться.

Но одни меняются быстрее, чем другие; например, хищники обычно отстают от своей добычи.

Прирожденные неудачники

В хищниках есть нечто, побуждающее нас уделять им особое внимание. В 2010 г. телеканал ВВС выпустил документальный сериал «Внутри идеального хищника» (Inside the Perfect Predator); ранее Animal Planet показывал серию коротких фильмов, озаглавленную «Идеальные хищники природы» (Nature’s Perfect Predators); а National Geographic выпустил передачу «Планета плотоядных: Идеальные убийцы» (Planet Carnivore: Perfect Killers). Насколько мне известно, не существует передач под названием «Идеальный падальщик», «Идеальное травоядное» или «Идеальный фильтратор». Почему? Можно предположить, что наша склонность к преклонению перед хищниками возникла естественным путем, из страха, через разумное уважение – и, возможно, в некоторых случаях так и было, – все же подобные преувеличенные чувства мы питаем не только к тем животным, которые когда-то и где-то пытались нас съесть; в сериале ВВС речь шла о соколе, птице массой чуть больше килограмма. В своей книге «Сокол», посвященной культурной истории птиц семейства соколиных, писательница и исследовательница Хелен Макдональд утверждает, что соколы «восхищают нас, кажутся нам выше других птиц и источают опасное, дерзкое природное величие». Далее, описывая использование соколов в военном деле, она объясняет, что они могут рассматриваться как «биологические аналоги военных самолетов: тяжеловооруженные естественные образцы аэродинамического совершенства», а в другом месте цитирует писателя У. Кеннета Ричмонда, который представляет сокола-сапсана как птицу, обладающую «идеальными пропорциями и изяществом облика, отвагой и умом, впечатляющую в полете и несравненную в погоне за добычей».

Эти рассуждения представляются вполне обоснованными. Более того, очевидное превосходство таких видов, как сапсан, воспринимается нами на уровне интуиции, и сомневаться в нем кажется излишним, если не ошибочным. Давайте вспомним морских леопардов: просто представим на мгновение, как один из этих монстров обхватывает челюстями пингвина, и задумаемся, насколько очевидно преимущество одной из сторон. Что, в конце концов, имеется в распоряжении у пингвина? Что он может противопоставить морскому леопарду весом 500 кг и с устрашающей пастью? Зачастую, когда мы размышляем о животных, подобных морскому леопарду, мы используем такие прилагательные, как смертоносный и эффективный (в зависимости от личных вкусов прибавляя такие определения, как великолепный, горделивый или царственный). Напротив, пингвин бывает беспомощным или несчастным. Явно не победителем. В лучшем случае выжившим, но чаще всего лишь мясом для этих властителей антарктических морей. Иными словами, предполагается, что преимущество безусловно на стороне хищника и что иерархию совершенства живых существ можно выявить, просто изучив пищевую цепочку.

Факты, как бы то ни было, говорят об обратном. Хищничество – это история победителей и проигравших, которую легко интерпретировать как непосредственную встречу двух особей в конкретный момент времени, игнорируя как долгосрочные последствия для всех особей, так и более широкие взаимодействия на видовом уровне. С такой более всеобъемлющей точки зрения картина выглядит несколько иначе. Возьмем любого высшего хищника – в том числе морского леопарда, – и перед нами предстанет животное, которое раз за разом терпит неудачу при поимке добычи. Успешная охота – исключение, а не правило. Лишь немногим счастливчикам удается достаточно часто добиваться успеха, чтобы остаться в живых, большинство просто голодает.

Конечно, мы не так уж много знаем о морском леопарде как об охотнике: эти существа занимаются своими делами настолько далеко от обычных наблюдателей, что большинство наших представлений о его хищнических повадках не многим более чем догадки. Что нельзя сказать о гепарде. Это животное, за которым давно и много наблюдают и которое изучают десятилетиями; телезрителям Европы и Северной Америки оно знакомо лучше, чем большинство животных у них за окном. Благодаря бесчисленным документальным фильмам о природе, посвященным саваннам Восточной Африки, гепард стал звездой. Мало кто из хищников удостоился такого восхищения, как эта поджарая, быстро бегающая кошка (среди прочих восхвалений он снискал славу самого быстрого наземного животного, о чем упоминалось в каждом издании Книги рекордов Гиннесса, начиная с самого первого в 1955 г.). Как убеждает нас чуть ли не любой документальный фильм, гепард – идеальный хищник с идеальной пятнистой окраской, способный догнать любого, кто ему приглянется, а затем хладнокровно свалить с ног почти небрежным ударом по голеням. Но действительно ли гепарды такие умелые охотники?

Вполне возможно, ответ будет «не настолько умелые, как вам представляется». Из 295 попыток гепардов поймать добычу, зафиксированных наблюдателями проекта «Гепарды Серенгети» в Северной Танзании с 1993 по 2011 г., лишь 41 % увенчался успехом. Иными словами, гепарды во время охоты чаще терпят неудачу – и этот показатель на самом деле еще очень высок для крупных хищников; в большинстве исследований поведения хищников приводятся гораздо более скромные цифры. Так, было установлено, что белые медведи, которые охотятся на тюленей возле их «родильных домов» и у лунок во льду на острове Шпицберген, добиваются успеха лишь в 10 случаях из 100; у леопардов в пустыне Калахари этот показатель чуть больше – около 16 %; у ястребов-перепелятников и сапсанов, охотящихся на куликов в устье одной из шотландских рек, – 15 % и 7 % соответственно.

Если даже у лучших охотников шансы на удачу не слишком высоки, неудивительно, что выживаемость хищников, особенно молодых и неопытных, довольно низкая. Однако первая проблема, с которой сталкиваются молодые гепарды, – это не голод, а другие хищники. Отслеживая судьбу взрослых самок гепарда с помощью радиоошейников в Серенгети с 1987 по 1990 г., Карен Лоренсон из Кембриджского университета зафиксировала суровые реалии существования самого быстрого в мире млекопитающего. Первые несколько месяцев жизни гепарда наиболее опасные: 72 % детенышей, за которыми наблюдала Лоренсон, так и не покинули родительского убежища в зарослях травы или кустарников. Из тех, которые выбрались оттуда, только 51 % выжил в течение следующих двух недель. В 73 % смертей детенышей были повинны хищники – преимущественно львы.

По оценке Лоренсон, шансы гепарда дожить до семнадцати месяцев (примерно в этом возрасте они обретают самостоятельность) составляют 4,8 %. Теперь сравните с людьми, проживающими в Центральноафриканской Республике – стране с самой низкой на данный момент ожидаемой продолжительностью жизни. Здесь 91 % младенцев доживает до года и 88 % – до пяти лет. Таким образом, для молодого гепарда жизнь на порядок более рискованна, чем для человеческого ребенка в одной из самых бедных стран на Земле. Так можно ли назвать гепарда идеальным хищником? Скорее наоборот: большинство гепардов так никогда никого и не поймает.

Игра в догонялки

Поразительная, головокружительная скорость на пределе сил явно не решает всех проблем гепарда. Кстати сказать, хотя именно этот признак ассоциируется с гепардами в первую очередь и, по-видимому, определял их эволюционную историю, трудно точно установить, с какой скоростью бегают эти животные. Гепард в погоне за газелью, возможно, никогда не развивает полную скорость, так как готов в любой момент сменить направление и скоординировать свои движения так, чтобы броситься на добычу и сбить ее с ног. Представьте себе футболиста, бегущего по полю с мячом: он не может мчаться изо всех сил, так как ему нужно приноравливаться, бить по мячу через каждые три или четыре шага. Так же и с гепардами, а это значит, что, какую бы скорость ни зафиксировали исследователи, эти животные, вероятно, могут бежать еще быстрее. Поэтому можно предположить, что все существующие показатели занижены, но пусть будет 128 км/ч, а это все-таки очень много. Для сравнения: максимальная скорость Усэйна Болта на 20-метровом отрезке стометровки, когда он установил мировой рекорд, составила 44 км/ч (и это был точно его верхний предел).

А теперь вопрос более интересный: почему гепарды так быстро бегают? Я считаю этот вопрос интереснее, потому что, если разобраться в сути дела, оказывается: верх одерживают скорее газели (то же касается и пингвинов, если, конечно, речь не идет о конкретной особи, уже угодившей в пасть голодному тюленю). Как нам предстоит убедиться далее, быть добычей в каком-то смысле выгоднее, чем быть хищником.

Так почему же гепарды так быстро бегают? Ответа два, и оба короткие: один из них очевидный, второй довольно неожиданный:

1. Потому что животные, на которых они охотятся, бегают почти так же быстро.

2. Потому что миллиарды лет существуют молекулы, спонтанно создающие копии самих себя.

Первый ответ говорит о непосредственной причине, причем непосредственной для всех представителей семейства кошачьих, – они такие быстрые, потому что те, кого они стремятся съесть, быстро бегают. Среди животных, на которых чаще всего охотятся гепарды, – несколько видов газелей и других мелких антилоп, обычно способных развивать скорость 70–90 км/ч на относительно длинной дистанции. Быстрая добыча обусловливает давление отбора, направленного на увеличение скорости хищников, – следовательно, гепарды быстро бегают потому, что быстро бегают газели.

Прежде чем мы продолжим, стоит сделать одно пояснение. Хотя скорость газелей определяет скорость гепардов, эти два вида не соревнуются друг с другом в скорости – конкуренция существует только между представителями одного и того же вида. В действительности скорость одного конкретного гепарда относительно скорости среднестатистического гепарда так же важна, как его скорость относительно среднестатистической газели. Это может показаться нелогичным, так что давайте разберемся более детально. Допустим, что любая особь из популяции газелей в любой данный момент бегает достаточно медленно, чтобы быть пойманной гепардами, хотя на каждую охоту обычно приходится несколько неудачных попыток. Небольшая популяция гепардов успешно питается этими газелями, и, пусть даже эти кошачьи несколько различаются между собой по скорости бега, все самки успешно выращивают потомство, поэтому любые различия между ними в плане репродуктивного успеха достаточно невелики.

Но вот поблизости появляется еще одна группа гепардов, плотность популяции охотников возрастает, и динамика меняется. Среди особей изначальной группы те, которым для поимки добычи требовались одна-две попытки, по-прежнему могут прокормить себя и своих детенышей, а вот те, кто двигался чуть медленнее и ловил газель обычно только с третьей попытки, теперь испытывают трудности. Из-за возросшей численности гепардов добычи становится все меньше, и каждая неудача внезапно приобретает более серьезное значение. Если прежде промашка означала, что на охоту придется потратить чуть больше времени, а на сон чуть меньше, теперь она означает, что придется ходить голодным несколько дней. В результате усиливается давление отбора на гепардов, хотя никакие признаки среднестатистической газели не изменились; просто увеличилась конкуренция между охотниками.

Тем не менее в процессе этой внутривидовой конкуренции совершенствуется именно скорость (а не эффективность пищеварения, не ширина плеч и не слух) – ведь как раз на скорость полагаются газели, убегая от гепардов. Тот же сценарий, только в обратном порядке, применим и к газелям, и эти два процесса взаимно усиливают друг друга.

Теперь, после этого пояснения, можно перейти к следующему вопросу. Конечно же, гепарды бегают быстро потому, что быстро бегают газели (и наоборот), но на самом деле мы имеем в виду, что гепарды данного поколения бегают быстро потому, что быстро бегали газели предыдущего поколения (т. е. родители ныне живущих газелей). Те газели, в свою очередь, бегали быстро потому, что гепарды предыдущего поколения бегали быстро, и так далее. Так мы все дальше и дальше возвращаемся назад, во времена задолго до того, как первобытный человек впервые увидел гепарда или газель, задолго до того, как предки гепардов и газелей стали походить на гепардов и газелей. Часы крутятся назад, отматывая тысячелетия, и изменения, обусловленные конкуренцией, становятся другими. Теперь имеет значение уже не скорость, а нечто иное – возможно, комплекс признаков, – и вскоре на сцене появляются другие виды, объединенные пищевыми сетями, новые игроки со своими преимуществами и недостатками, успехами и неудачами, каждый с признаками, которые были наиболее полезными для поколения его родителей, – а мы все глубже погружаемся в прошлое, минуем первых млекопитающих, затем первых наземных позвоночных и возвращаемся в море, утрачиваем позвоночник и жабры, теряем нервную систему, теряем даже способность к передвижению, падаем на морское дно, беспомощно трепыхаясь в этом потоке…

Нам начинает казаться, что ответ на вопрос «Почему гепарды быстро бегают?» вообще недостижим, ускользает в бесконечном движении в прошлое, словно попытка ответить на вопрос ребенка «Почему?» на каждый ваш последующий ответ. Но такое движение назад не бесконечно – оно заканчивается с появлением молекулы, впервые скопировавшей себя в так называемом первичном бульоне^[13]. И вот мы подошли к ответу номер два на мой вопрос, и поскольку речь идет о первопричине^[14], стоит потратить на ее рассмотрение некоторое время. Это также поможет проиллюстрировать, насколько удивительно неэффективной стала жизнь на Земле. Итак, давайте посмотрим на этот процесс с другой стороны, начиная с той самой молекулы.

Репликаторы

Это произошло примерно 4 или 4,5 млрд лет назад. Жизнь еще не появилась, и для нейтрального наблюдателя, если бы он тогда существовал, на Земле не было ничего примечательного. Тем не менее имелись вода с коктейлем растворенных или взвешенных в ней химических соединений и энергия, которую обеспечивали вулканы, гидротермальные источники и электрические грозы. Неясно, как все началось, но в этой не внушающей оптимизма обстановке зародилась молекула с очень необычными свойствами. Она, скорее всего, напоминала дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), которая, безусловно, от нее происходит, но точный ее химический состав не так важен, как тот факт, что в определенных условиях эта конкретная молекула спонтанно создала копию самой себя. Затем она создала другую копию, эти копии создали новые копии, и вскоре возникла экспоненциально разрастающаяся группа молекул, которые занимались одним и тем же делом – ни больше ни меньше как собственным копированием (созданием, так сказать, своего клонального потомства). Это были репликаторы.

ДНК – это длинная цепочка (на самом деле скорее лесенка, но закрученная в спираль, как макаронина фузилли), и она воспроизводится, разделяясь посредине. Затем каждая из двух половинок притягивает из окружающей среды мелкие составные части, из которых состояли их бывшие партнеры, пока на месте одной молекулы не образуются две одинаковые. Самые первые древние молекулы, вероятно, были одноцепочечными, как современная РНК (рибонуклеиновая кислота, тоже задействованная в генетических механизмах клетки), однако они обладали важным общим свойством обеих типов молекул: они не всегда воспроизводились идеально точно. Время от времени возникали ошибки копирования, и это сыграло важную роль в дальнейших событиях.

Всякий раз, когда репликатор порождал дочернюю молекулу, чуть-чуть отличающуюся от остальных, эта новая молекула создавала собственные копии, в которых сохранялась та же ошибка, и таким образом давала начало новой, особой линии. Некоторые из этих линий могли слегка различаться по скорости и/или эффективности воспроизведения собственных копий, а значит, такие молекулы становились более или менее распространенными, чем другие. В какой-то момент сама численность репликаторов, вместе с ограниченным количеством в конкретном месте сырья для построения новых молекул, привела к возникновению конкуренции между молекулами из разных линий. В таком пассивном и бесцельном занятии, как репликация, тем не менее появились «победители» и «проигравшие»: молекулы быстрой сборки обретали преимущество над своими более медлительными конкурентами.

Теперь допустим, что одна линия репликаторов появилась на свет вследствие ошибки копирования, которая дала ей необычную способность: вместо того чтобы просто собирать свою копию из мелких составляющих, плавающих поблизости, она получила возможность активно отрывать отдельные компоненты от других молекул-репликаторов и таким образом стала «хищником». Такая линия должна была очень быстро получить преимущество, и выжить в ее присутствии мог только тот вид репликаторов, который каким-то образом сумел защититься от расчленения. А это могло произойти, если, например, в результате ошибки копирования она получила способность собирать вокруг себя не только компоненты для собственной репликации, но и дополнительный слой веществ, способный отражать атаки «хищной» молекулы. Теперь предположим, что эта линия «бронированных» репликаторов впоследствии изменилась так, что тоже приобрела способность разрывать другие репликаторы и вводить их составные части в свои копии. Преимущество теперь окажется на другой стороне, и у первой линии хищников остается два варианта: либо у них должна возникнуть удачная мутация, которая способствует появлению брони, либо им придется вымереть.

Если мы заглянем на сотни миллионов лет вперед, то увидим существенное усложнение механизмов, используемых конкурирующими линиями репликаторов. Слой веществ, окружающих молекулы, которые продолжали копироваться, скорее всего, станет толще, разнообразнее и будет лучше выполнять функцию защиты от атак, а орудия нападения, в свою очередь, станут более эффективными. Причем, возможно, эти молекулы-репликаторы будут трудноразличимы, так как окажутся скрытыми под толщей футляров, которые сами себе создали. Говоря словами Ричарда Докинза, они будут надежно укрыты в «машинах выживания».

Следующей очевидной инновацией стала склонность к избирательному сотрудничеству. Некоторые репликаторы из различных линий объединялись, и какие-то из этих комплексов выживали успешнее, чем отдельные компоненты. Один репликатор в группе мог обеспечивать покрытие комплекса защитным слоем, второй создавал отростки, пригодные для нападения на другие комплексы; каждая из особенностей могла быть полезной по отдельности, но вместе они давали нечто большее, чем простая сумма частей.

Эти комплексные машины выживания начали бороться друг с другом за доступ к ресурсам, потребность в которых возрастала с их усложнением. По сути, это была гонка вооружений, имеющая тот же результат – серию постоянно нарастающих инноваций в области обороны и нападения, – хотя от привычного нам варианта этот процесс отличался в одном очевидном отношении: человеческие гонки вооружений являются преднамеренными и спланированными, чего в природе не бывает. Например, Британия, Франция и Германия перед Первой мировой войной 1914–1918 гг. вооружались все лучше и лучше, так как каждая страна видела, чем занимается другая, и старалась не остаться слабой и беззащитной. Напротив, эскалация обороны и нападения у репликаторов (внутри машин выживания) была незапланированной и нецеленаправленной. Ни один из репликаторов не мог «беспокоиться» о том, будет ли он доминировать, или его разорвут на части, а изменения в их химическом составе, происходившие время от времени, были случайными, не направленными на усовершенствование. Однако – и это имеет ключевое значение – репликаторы, чьи случайные изменения позволяли более успешно конкурировать в своей среде обитания, с большей вероятностью выживали и оставляли больше копий самих себя. Этот процесс был ненаправленным, но результат выглядел как неуклонное развитие. Теперь мы, конечно, можем назвать репликаторы «генами», а их машины выживания – «организмами».

Так была подготовлена сцена для всего, что появилось впоследствии, – от мурен с выстреливающими челюстями до фильмов о пришельцах, и все это возникло благодаря ошибкам копирования. Если бы самый первый репликатор был способен изготавливать копии себя с идеальной точностью, а эти копии тоже порождали бы идеальные копии и так далее до бесконечности, то и сейчас существовал бы лишь один тип репликаторов. Он не смог бы усложниться, потому что – по определению – вообще не смог бы меняться. Как только все доступные ресурсы были бы исчерпаны, процесс остановился бы так же резко, как начался, и осталось бы только то, что нельзя встроить в новые молекулы-репликаторы. Эта альтернативная версия истории жизни на Земле кажется столь же вероятной, как и реальная, но между собой они резко различаются. То, что тогда произошло, было ошибкой, из нее возникло разнообразие, а следовательно, конкуренция, сложность и все, что мы знаем и ценим в сегодняшней жизни. Эволюция – результат несовершенства. Она сама и есть несовершенство. Без него не было бы ничего, кроме первичного бульона.

Жизнь или обед

Эволюционная гонка вооружений, длящаяся миллиарды лет, все еще не прекращается и разворачивается (среди огромного числа других мест) в саваннах Восточной Африки между длинноногими пятнистыми кошками и длинноногими белобокими жвачными. Гонка вооружений между гепардами и газелями типична тем, что в ней часто встречается абсолютный успех, но нет заметных изменений в относительном положении противников. Кроме того, это положение неравное: у одного из участников состязания имеется небольшое преимущество. Проще говоря, обычно побеждают газели. Как мы уже говорили, лишь менее половины попыток охоты у гепардов заканчивается успехом – и даже эта доля необычайно высока для хищника. Почему так происходит? Гепардам необходимо быстро бегать, чтобы ловить газелей, а газелям необходимо быстро бегать, чтобы спасаться от гепардов, – на первый взгляд эти потребности кажутся симметричными, если можно так сказать, но никакой симметричной зависимости здесь нет.

Чтобы понять этот процесс, необходимо задуматься о различиях в интенсивности давления естественного отбора. Подобные силы имеют не бинарный характер «есть/нет», а различаются по степени воздействия. Если морские леопарды Антарктиды обнаружат, что пингвинов, в которых они вонзают зубы, стало чуть меньше, а криля, который они фильтруют, чуть больше, появится небольшое давление отбора в пользу более фигурных зубов. Лучше приспособленные особи получат преимущество в плане репродуктивного успеха, хотя и небольшое. Но представьте, что в популяции тюленей вспыхнула тяжелая инфекционная болезнь. Те, кто обладает врожденным иммунитетом, выживут и размножатся как обычно; тем, у кого иммунитета нет, придется отложить размножение на год, пока они не выздоровеют, – если, конечно, им вообще суждено выжить. Эта разница в репродуктивном успехе будет отражать невероятно сильное давление отбора, и любой ген, обеспечивающий иммунитет, вскоре станет чрезвычайно распространенным в популяции, ведь у тех животных, у которых его нет, будет рождаться совсем мало детенышей. Сильное давление отбора способствует быстрой эволюции вида.

Настала пора ввести еще один полезный термин – приспособленность. Это понятие фигурирует в выражении «выживание наиболее приспособленных», а в эволюционном контексте оно означает совсем не то, что в разговорном языке. Когда биолог говорит о приспособленности особи, он имеет в виду не ее физическую силу, аэробную выносливость, скорость передвижения или еще что-либо в этом роде. На самом деле показателем приспособленности является количество плодовитых потомков, которое оставляет данная особь. Ничего более. На этот показатель может влиять множество факторов – в том числе, возможно, сила и скорость самой особи, – но соответствующие факторы будут разными для разных видов и в разных контекстах. Так, например, усоногому рачку балянусу мало проку от скорости, а медузе не особенно нужна сила.

Если о приспособленности можно говорить как о своего рода капитале (измеряющемся в потомстве), то можно говорить и о цене (издержках) приспособленности – то есть величине потенциального снижения приспособленности в результате некоего поведения или обстоятельств. В богатых крилем водах цена, то есть снижение приспособленности для морских леопардов, у которых не самые подходящие для такой пищи зубы, невелика: они могут поедать лишь 97 % того количества криля, которое поедают тюлени с зубами, лучше подходящими для фильтрации, и со временем, вероятно, это приведет к тому, что у морских леопардов выживет на 0,02 детеныша меньше, чем у других видов тюленей^[15]. В то же время цена отсутствия иммунитета может оказаться в сто раз выше, если приведет к пропуску целого сезона размножения. Два фактора среды, две разные цены – и чем больше потенциальные потери (т. е. чем выше цена приспособленности), тем сильнее давление отбора, направленного на то, чтобы их избежать.

Следовательно, один и тот же вид может испытывать различающееся по силе давление разных факторов; антагонистическое соперничество между двумя видами может быть связано также и с разным уровнем давления на каждого из них. Так обстоит дело с гепардами и газелями, и это происходит потому, что потенциальные издержки приспособленности при взаимодействии между особями этих видов неодинаковы. Если гепарду не удается поймать газель, которую он преследовал несколько минут, он зря тратит энергию и время; понадобится, скорее всего, час или больше, чтобы гепард сумел отдохнуть и продолжить охоту, и каждая неудачная попытка – маленький шажок в сторону голодной смерти для самого животного и/или его детенышей (если это самка; самцы гепардов, как и большинства млекопитающих, не участвуют в заботе о потомстве). Несмотря на это, важно, что у гепарда еще остаются шансы; неудача при каждой попытке несет реальные издержки, но небольшие. И вообще трудно себе представить, чтобы даже наиболее успешные и плодовитые гепарды никогда не терпели неудач; они могут раз за разом промахиваться и все же вырастить потомство, способное к самостоятельной жизни.

Теперь посмотрим на все это с точки зрения газелей. Проигрыш в любом конкретном забеге означает гибель. Газель теряет все, и приспособленность моментально снижается до нуля. Как в 1979 г. писали Ричард Докинз и Джон Кребс, «ни один кролик еще не размножился после того, как проиграл гонку с лисицей». У этой асимметрии есть определенные последствия. Естественный отбор действует как фильтр между поколениями, пропуская в основном те линии, признаки которых лучше всего служат в конкретных условиях окружающей среды на данный момент. Чем тоньше фильтр, тем более концентрированными становятся эти признаки. Фильтр для газелей не пропустит ни одного животного, проигравшего гонку гепарду (если у этой конкретной газели еще нет потомства), но фильтр для гепардов пропускает большинство гепардов, кроме совсем уж полных неудачников. Как следствие, гены газелей, отвечающие за способность спасаться от гепардов, находятся под куда более сильным давлением отбора, чем гены гепардов, отвечающие за способность ловить газелей.

Вот почему в среднем газели выигрывают каждую гонку: их организм более тонко настроен на это естественным отбором (да, они бегают медленнее, но при этом более ловкие, и у них хорошо развиты органы чувств, помогающие заметить гепарда еще до начала погони). Для обозначения этой характерной асимметрии в отношениях между хищником и добычей Докинз и Кребс придумали название – принцип «жизнь/обед». При каждом столкновении хищник рискует только своим обедом, а добыча рискует жизнью^[16].

Пиррова победа

Принцип «жизнь/обед» дает газелям определенное преимущество в этой гонке вооружений, но просто объявить победителя – значит упустить из виду издержки, накопившиеся у каждой из сторон за долгие века эскалации. Даже для ее самых первых участников – молекул-репликаторов в первичном бульоне – цена, которую приходилось платить за то, чтобы не выбыть из гонки, была чрезвычайно высока. Возможно, аналогия с бизнесом поможет проиллюстрировать эту мысль.

Представим, что группа предпринимателей организовала компанию по производству поздравительных открыток. Сначала они создают только компьютерные файлы с изображением лицевой стороны открытки; пользователи покупают права на использование изображения и распечатывают их дома. Система доставки – интернет, распространяющий продукцию по всему миру за доли секунды. Расходы на стартап и накладные расходы почти полностью связаны с производством, которое обходится очень дешево, доставка практически бесплатная. Как следствие, начальные прибыли огромны. Но позже, с расширением бизнеса, директора решают использовать для рассылки открыток национальную почтовую службу. Они по-прежнему создают те же изображения, но теперь печатают их сами и рассылают заказчикам по почте, сохраняя прежнюю цену. Прибыли при этом падают. Затем компания решает рассылать изображения на флешках, а не на бумаге. Флешки дороже, чем напечатанная открытка, и тяжелее, так что их рассылка обходится дороже, но компания по-прежнему не меняет расценки. Прибыли продолжают снижаться. Наконец, компания отказывается от услуг почтовой службы и ее системы рассылки и вместо этого строит десятки тысяч километров железных дорог, по которой запускает собственные поезда для доставки флешек по всей стране. Расходы непомерно высоки, и даже после завершения строительства путей остаются еще ежемесячные зарплаты, которые необходимо выплачивать машинистам и другому персоналу. Тем не менее компания не поднимает цены для клиентов. Очевидно, вскоре она прогорит.

Как понятно любому, это бизнес-модель наизнанку. Развивающаяся компания должна использовать эффект масштаба, при котором себестоимость единиц продукции со временем снижается по мере выпуска все большего их количества. Вместо этого наша компания получает все меньше и меньше прибыли с каждой единицы продукции, поскольку для получения одного и того же валового дохода ей требуется все больше расходов. И тем не менее именно это произошло с репликаторами, пока они строили всё усложняющиеся машины копирования для тех же самых базовых молекул.

Давайте для наглядности приведем некоторые цифры. Допустим, самый первый репликатор был молекулой, содержавшей по 100 атомов углерода, кислорода и азота, 400 атомов водорода и 50 – натрия, и, следовательно, всякий раз, когда создавалась его копия, требовалось точно такое же количество этих элементов. Ни больше ни меньше. Однако теперь, после миллиардов лет конкуренции, бо́льшая часть материала, необходимого для копирования, уходит на создание машины выживания (организма), а не самого репликатора. Для построения одноклеточного организма, например амебы, требуется примерно в 500 млн раз больше материала, чем для описанной выше молекулы, причем выигрыш – в плане производства новых репликаторов – при всех дополнительных затратах ничуть не повышается. Даже если бы жизнь так и не перешагнула на более высокий уровень сложности по сравнению с амебой, мир мог бы вместить лишь одну пятисотмиллионную часть того числа репликаторов, которое могло бы существовать, если бы между генетическими линиями не было конкуренции.

Такая неэффективность просто поражает, и с продолжающейся конкуренцией она только растет, потому что конкурирующим линиям, подобно Черной Королеве^[17] из сказки Льюиса Кэрролла «Алиса в Зазеркалье», приходится «бежать со всех ног, чтобы только оставаться на месте». Аналогия с бегом кажется особенно уместной, если вернуться к гепардам. Отдельные особи конкурируют друг с другом, гоняясь за быстроногой добычей, и линии гепардов, которые бегают быстрее всех, оставляют в среднем больше потомства в следующем поколении. Со временем наиболее быстрые особи начинают преобладать, и процесс продолжается – скорость бега постепенно увеличивается. Поэтому, если бы мы могли отправиться в путешествие на машине времени, как предлагает Докинз в своей книге «Слепой часовщик»^[18], мы бы почти наверняка обнаружили, что миллион лет назад гепарды бегали медленнее, чем в наши дни. Хотя среднестатистический гепард теперь стал быстрее, отдельные группы гепардов, по сути, остаются на месте по отношению к другим группам, живущим в то же время. Увеличение скорости вызвало необходимость во все большем притоке энергии как для создания механизмов, которые обеспечивают эту скорость (т. е. скелет, мышцы и т. д.), так и для снабжения их «топливом», но большого преимущества это не принесло: современный гепард, способный достичь скорости 130 км/ч, живет не лучше, чем его предок миллион лет назад, бегавший со скоростью всего 110 км/ч^[19].

То же самое относится и к газелям. Оба вида подталкивают друг друга к гонке вооружений, а внутривидовая конкуренция между особями запускает ее. Если бы существовал некий руководитель, надзирающий за ходом данного проекта, все могло бы сложиться иначе. Подобно тому, как адвокат может убедить разводящуюся пару урегулировать спор во внесудебном порядке вместо того, чтобы снова и снова тратить тысячи долларов и все равно прийти к тому же разделу имущества, так и великодушный диктатор мог бы помешать газелям и гепардам растрачивать свои ресурсы на удлинение костей, укрепление сухожилий, упрочение мышц и увеличение сердца и вместо этого оставить каждой стороне лишь то, что необходимо для поддержания статус-кво. При отсутствии стратегического предвидения или цели этого не происходит, и в результате цена жизни неуклонно возрастает для всех участников.

Потерянный рай

Любая гонка вооружений чрезвычайно затратна, но неучастие в ней может обернуться гораздо худшими последствиями. Когда такие виды, как гепарды и газели, коэволюционируют (т. е. эволюционируют совместно, взаимодействуя друг с другом на протяжении долгого времени), ни те ни другие не имеют возможности выйти из игры, и тем не менее можно представить, как выглядела бы их встреча после того, как та или другая сторона взяла бы продолжительный тайм-аут; для этого достаточно рассмотреть, что происходит в результате интродукции какого-либо хищника в экосистему, в которой он исторически отсутствовал. Одна из лучших иллюстраций этого – экологическая трагедия, разыгравшаяся на Гуаме.

Гуам – маленький островок Марианского^[20] архипелага, расположенный примерно посредине между Японией и Новой Гвинеей. Поросший густыми лесами, особенно на севере и на западе, этот островок некогда служил домом для восемнадцати местных видов птиц и тех семи видов, которые были завезены уже в наше время человеком; среди них были четыре вида, не встречавшихся больше нигде в мире. Все изменилось в начале 1950-х гг.

Гуам находился под юрисдикцией США с 1898 по 1941 г., до японского вторжения. Через два с половиной года американцы вернули его себе, а вскоре после этого, как считается, одно или несколько американских военно-транспортных судов случайно завезли туда небольшое количество^[21] змей, коричневых бойг (Boiga irregularis), проскользнувших на борт на островах Адмиралтейства, расположенных примерно в 1500 км к югу от Гуама. Так это было или нет, установить не удалось – змеи вполне могли прибыть из Новой Гвинеи таким же образом, – но, откуда бы эти пассажиры-безбилетники ни приехали, они очень быстро почувствовали себя на острове как дома.

Причем быстро в прямом смысле слова. На пике своей численности в начале 1980-х гг. змеи так размножились, что на одном гектаре в северной части острова можно было обнаружить до 100 особей. То есть на каждый квадрат земли 10 на 10 м приходилось по одной змее. По крайне сдержанной оценке, общая численность популяции змей на тот момент (исходя из средней плотности 30 змей на га) составляла свыше полутора миллионов – и это на острове размером всего 10 на 50 км.

Незваные гости прибыли на остров, где прежде обитал только один вид змей – браминский слепун (Ramphotyphlops braminus), тоже завезенный извне. На случай, если само название «браминский слепун» звучит недостаточно безобидно, могу сообщить, что это одна из самых маленьких змей в мире, которая питается почти исключительно личинками муравьев и термитов. Поэтому у птиц на Гуаме не было опыта столкновения с хищными змеями – ни в жизни отдельных особей, ни в недавней истории их вида, – и так как они не испытывали давления отбора, направленного на развитие способности скрывать и защищать свои гнезда, эти признаки у них отсутствовали. Бойги оказались в змеином раю, где гнезда были легкодоступны и плохо защищены. Вскоре в лесах воцарилась зловещая тишина. За несколько десятилетий десять коренных видов птиц вымерло в дикой природе, еще два остались только в зоопарках, а почти у всех было зафиксировано катастрофическое снижение численности. Один из утраченных видов, гуамская мухоловка, не встречается больше нигде. Этот вид исчез навсегда, последовав за дронтом и бескрылой гагаркой на кладбище истории.

Из этого случая можно извлечь как практические уроки (прежде всего – не стоит выпускать на удаленных островах хищников, поедающих все подряд), так и эволюционные. Птицы, оказавшиеся столь безнадежно уязвимыми перед бойгами, в момент появления змей столкнулись с мощным давлением отбора, которое могло бы способствовать быстрой эволюции, но оказалось для этого слишком сильным и слишком внезапным. Сильное давление отбора влияет на формирование вида намного заметнее, чем слабое, однако чрезмерно сильное давление определенно может привести к вымиранию. Чтобы вид мог эволюционировать, необходимо время, достаточное для того, чтобы накопить наиболее удачные (полезные) мутации и чтобы эти мутации распространились в следующих поколениях. У птиц острова Гуам такого времени не было.

Похожие виды птиц, обитающие там, где древесные змеи жили изначально, не сталкивались с этой проблемой, так как они постепенно эволюционировали вместе со змеями, участвуя в той обоюдной гонке вооружений, о которой говорилось выше. Когда предки будущих древесных змей только-только начали совершать пробные вылазки на деревья, гнездящиеся там птицы не так часто страдали от этих хищников, поэтому давление отбора на случайные мутации, изменяющие их повадки, было незначительным. Особи, строившие гнезда в более труднодоступных местах и/или защищавшие их более агрессивно, производили чуть больше потомства, чем те, кто этого не делал. По мере того как птицы обучались иметь дело со змеями, змеи, в свою очередь, испытывали давление отбора, благоприятствующего таким признакам, как все более гибкое тело и способность совершать все более ловкие движения, и две группы антагонистов эволюционировали в напряженном тандеме. Ключевой момент здесь состоит в том, что и те и другие начинали с нулевой стадии – птицы ничего не знали о змеях, а змеи ничего не знали о том, как ловить птиц. Постепенно каждая из сторон двигалась вверх по шкале адаптаций, подталкиваемая постоянным усовершенствованием противника, пока те и другие не достигли высшей, десятой стадии – птицы стали неуловимыми, агрессивными, начали гнездиться колониями ради защиты, а змеи перешли к полностью древесному образу жизни, приобрели покровительственную окраску и научились питаться яйцами. На Гуаме, напротив, птицы были на нулевой стадии, а змеи – на десятой. Для постепенных перемен просто не было времени: те редкие птицы, поведение которых чуть лучше защищало их от змей, выживали ненамного чаще своих собратьев, поскольку все равно были безнадежно плохо адаптированы для борьбы с новой угрозой.

Безмолвные леса Гуама наглядно демонстрируют, чего стоит неудача в гонке вооружений. Когда предки этих птиц из ближайших южно-тихоокеанских популяций добрались до острова, они оставили позади себя змей – как и давление отбора, заставляющее их избегать. Новая встреча оказалась несчастливой. Все же это не означает, что даже длительная гонка вооружений не может в конечном итоге привести к удивительно неравному балансу сил, гораздо более выраженному, чем сравнительно небольшие несоответствия между гепардами и газелями. В следующей главе мы подробно рассмотрим пример такого состязания.

2 Вылетая из гнезда кукушки

У зулусов есть легенда, которая одновременно служит предостережением против жадности и воздает должное удивительной птичке – большому медоуказчику. Вот о чем в ней рассказывается:

Однажды медоуказчик Нгеде нашел на огромном фиговом дереве пчелиное гнездо и отправился за помощью. Вскоре он нашел человека по имени Гингиле и прокричал ему: «Читик-читик-читик!» Гингиле знал этот клич, говорящий о том, что птица нашла мед, и последовал за Нгеде, перепархивавшим с дерева на дерево, и так он добрался через лес к большому фиговому дереву, где птица остановилась и начала взволнованно чирикать у большого дупла в стволе. Хотя Гингиле не видел пчел, он догадался, что там гнездо, и с радостью развел костер, чтобы зажечь дымовой факел. Он взобрался на дерево и сунул факел глубоко в дупло. Вскоре пчелы повалили наружу, спасаясь от дыма; некоторые его ужалили, но в дупле остались соты, полные золотистого меда и жирных белых личинок. Гингиле сложил все это в свою кожаную сумку и слез с дерева. Когда он уходил, Нгеде стал бранить его: «ВСЕ взял! ВСЕ взял!»

Гингиле обернулся и насмешливо спросил: «Тебе нужны соты? Но я проделал всю работу, и меня покусали пчелы – зачем мне с тобой делиться?»

Нгеде улетел, но не забыл обиды.

Через несколько недель Гингиле шел по лесу и услышал медовый клич Нгеде: «Читик-читик-читик». Он облизнулся при мысли о вкусном меде, снова последовал за птицей, перелетавшей с дерева на дерево, и наконец они оказались у акации. И на этот раз Гингиле не увидел пчел, но вновь доверился медоуказчику и приготовил дымовой факел, чтобы выкурить их. Вооружившись факелом, он забрался на ветви и стал искать гнездо, но ничего не нашел. Вместо этого, обогнув ствол, он внезапно очутился лицом к лицу с леопардом. Леопард пришел в ярость оттого, что его разбудили, бросился на Гингиле и едва не схватил его. Гингиле выронил факел и скатился с дерева, ударившись головой. Он пустился бежать во всю прыть, споткнулся о корень дерева и подвернул щиколотку, но леопард был слишком сонным для погони, и Гингиле удалось спастись.

Хромая, он побрел прочь, но не забыл урока.

С тех пор, когда Нгеде или кто-то из его сородичей приводит человека из племени к пчелиному гнезду, медоуказчику оставляют лучшую часть лакомства в знак благодарности.

«Месть медоуказчика» – так называется эта сказка – явный вымысел, но имеет корни в реальном мире. Медоуказчиковые – это семейство мелких невзрачных птиц, включающих несколько видов, два из которых развили совершенно необыкновенную способность к взаимному сотрудничеству с человеком. Самый известный и наиболее подробно изученный – большой медоуказчик, и в его научном названии (Indicator indicator) дважды упоминается повадка, благодаря которой он стал так знаменит. Медоуказчики питаются преимущественно содержимым пчелиных гнезд, в том числе яйцами, личинками, куколками и даже воском, и, хотя они, как правило, способны проникать в гнездо самостоятельно, им также известно, что это проще сделать, если более крупное животное сначала его разломает. Поэтому, если поблизости от найденного гнезда им встречается человек, они кричат, привлекая его внимание, и ведут к гнезду^[22]. Это выгодно обеим сторонам: человек получает источник меда, а птица – легкий доступ к остальному содержимому гнезда.

Если бы это была книга о чудесах эволюции, данный эпизод на этом бы и закончился, возможно, после краткого экскурса в историю сотрудничества человека с медоуказчиком, включая результаты недавнего исследования, подтвердившего, что медоуказчики в Мозамбике откликаются на специальный человеческий зов «бррр-хм»^[23]. Но так как эта книга посвящена более неоднозначным результатам эволюции, мы рассмотрим брачное поведение медоуказчиков и увидим, что в этом контексте полезные птички явно не столь склонны к сотрудничеству. Самка откладывает до двадцати яиц в год, и если вам кажется, что ей не под силу прокормить столько ртов, то не беспокойтесь, ведь она даже не собирается этого делать. Все свои яйца она откладывает по одному в гнезда других птиц.

Это называется «гнездовой паразитизм», и медоуказчики не единственные, кто использует такую стратегию. Многие другие злоумышленники вам хорошо знакомы – особенно кукушка и коровий трупиал, – но тем же самым отличаются вдовушки, кукушковые ткачи и черноголовые древесные утки. Все эти птицы являются облигатными гнездовыми паразитами, то есть они не станут заботиться о собственном потомстве, даже если не найдется простофили, готового проделать эту работу за них. У некоторых видов такое поведение наблюдается нерегулярно, но для них характерно выбирать в качестве хозяев других представителей собственного вида. Причем так бывает не только у птиц: среди насекомых есть шмели-кукушки и осы-кукушки, и даже среди рыб имеются виды гнездовых паразитов, включая один вид сома (известного, разумеется, под говорящим названием сом-кукушка), который подбрасывает свою икру определенным видам цихлид, вынашивающих потомство во рту. Последние подбирают икринки ртом сразу после оплодотворения и явно не замечают спрятанных среди них икринок сома. Когда мальки сома вылупляются, находясь в безопасности во рту своей приемной матери, они «выражают благодарность», поедая чужую икру вокруг себя.

Если отбросить эти мрачные подробности, феномен гнездового паразитизма дает возможность рассмотреть очевидную истину, заключающуюся в том, что естественный отбор не способен решить все проблемы вида. Действительно, даже некоторые, казалось бы, простые задачи для него невыполнимы. Одна из них – способность птиц – хозяев кукушонка распознавать, что птенец-переросток в их гнезде не их родная плоть и кровь. Даже пара птиц, которая уже вырастила выводок нормальных птенцов – а значит, должна знать, как они выглядят, – может оказаться одураченной. В такое простодушие трудно поверить, но, как мы увидим, объяснение вытекает из определенных принципов, лежащих в основе биологической эволюции.

Слепая любовь

Как и более явные паразиты (о которых подробнее будет рассказано в следующей главе), кукушки что-то отнимают у хозяев – в данном случае усилия по выращиванию потомства, – ничего не давая взамен. На самом деле эта ситуация, с точки зрения хозяина, еще хуже, чем может показаться на первый взгляд, поскольку он не просто теряет отданное кукушонку (еду, собранную за целый сезон, и соответствующие трудозатраты по ее сборам), но и лишается возможности обзавестись собственным потомством, а это существенная потеря для короткоживущей птицы, у которой в распоряжении лишь несколько сезонов размножения. Когда речь идет о столь очевидном снижении приспособленности, можно с уверенностью предположить, что существует мощное давление отбора на хозяев, чтобы они научились распознавать кукушат и просто переставали их кормить. Но чаще всего они продолжают это делать, словно под воздействием каких-то злых чар. Почему так происходит?

Все это представляется еще более загадочным, если учесть, что птицы, постоянно становящиеся жертвами кукушек, по всей видимости, обладают способностью распознавать взрослых кукушек как незваных агрессоров – они шумной стаей атакуют любую замеченную ими кукушку, нередко нападая на нее. Одному венгерскому биологу в 1940-е гг. даже довелось наблюдать, как кукушка утонула, сбитая в воду группой особо воинственных мелких птиц, а в 2020 г. группа чешских биологов засняла на видеокамеру аналогичное событие (в этот раз случившееся по вине пары дроздовидных камышовок). Тем не менее птицы-хозяева редко обращаются с потомством злоумышленников столь же агрессивно, как со взрослыми кукушками. Это все равно что накричать на грабителей, пока они присматриваются к вашему дому только для того, чтобы через десять минут, когда они вломились к вам и начали собирать ваши пожитки в мешок, предложить им чашку чаю.

Одно из возможных объяснений состоит в том, что птицы на самом деле не знают, что представляет собой взрослая кукушка, и реагируют на нее по ошибке. До появления орнитологии в Европе было широко распространено поверье, что осенью кукушки превращаются в ястребов; эти две птицы внешне выглядят достаточно похоже, и, по-видимому, другого объяснения исчезновению первых в середине лета просто не находилось^[24]. Обыкновенная кукушка действительно напоминает ястреба-перепелятника – вид, который питается почти исключительно мелкими птицами, в гнезда которых кукушки подкладывают яйца. В частности, у обоих полосатая грудка, сероватая верхняя часть тела и длинный хвост.

По крайней мере некоторые птицы и в самом деле ошибаются. Ник Дейвис и Джастин Уэлберген из Кембриджского университета пронаблюдали за реакцией лазоревок и больших синиц на чучела ястребов-перепелятников и обыкновенных кукушек, размещенные у птичьих кормушек, чтобы узнать, ведут ли синицы себя по-разному в их присутствии. Разницы не обнаружилось: в обоих случаях чучела пугали мелких птиц и мешали им посещать кормушки. (В качестве контроля^[25] исследователи также использовали чучела кольчатых горлиц – синицы их не боялись, и это подтвердило, что тревогу у них вызывал именно конкретный внешний облик других чучел, а не присутствие чучел как таковое.)

Лазоревки и большие синицы все-таки не самые частые жертвы гнездового паразитизма кукушек, поэтому биологи задались вопросом: могут ли виды, которым чаще подкидывают яйца, отличаться большей проницательностью? Чтобы это выяснить, они провели ряд аналогичных экспериментов с тростниковыми камышовками – одним из трех видов, которые чаще всего становятся жертвами кукушки^[26]. Результаты оказались совершенно иными: камышовки явно могли отличать кукушек от ястребов. На это указывала бо́льшая продолжительность тревожных криков при виде кукушки, чем при виде ястреба, – то есть камышовки определенно понимают, что это разные птицы и, возможно, что кукушки не столь опасны в физическом плане, а значит, к ним можно приближаться с меньшей осторожностью.

Весьма любопытный факт. Камышовки знают, что появление кукушки – это плохая новость^[27], и явно не потому, что принимают ее за ястреба. Но результаты следующего эксперимента несколько запутывают ситуацию. В ходе другого исследования Уэлберген и Дейвис определенным образом изменяли облик используемых чучел, чтобы точно установить, какие их признаки вызывают данную реакцию. На этот раз они закрыли полоски на грудке чучела кукушки лоскутком белого шелка и сравнили реакцию камышовок на него с их реакцией на обычное чучело кукушки^[28]. Камышовки гораздо смелее нападали на кукушку без полосок, меньше похожую на ястреба, чем полосатую.

Как истолковать все это, обобщив результаты? Можно сделать два основных вывода: во-первых, должно существовать давление отбора на обычных птиц – хозяев кукушек, формирующее способность распознавать их. Если птицы умеют это делать и, как следствие, нападают на кукушку, лишь завидев ее, последней становится труднее откладывать яйца в их гнезда. Во-вторых, существует соответствующее давление отбора также на кукушек, заставляющее их избегать таких нападений, и кукушки реагируют, приобретая сходство с ястребами; все мелкие птицы находятся под давлением отбора, направленного на распознавание ястребов, и кукушки в полной мере воспользовались этим преимуществом. Вследствие этой гонки вооружений, приводящей к совершенствованию обмана/распознавания, хозяева (например, камышовки), по-видимому, приобрели врожденное знание о том, что ястреб и кукушка не одно и то же, но они разрываются между двумя противоположными инстинктами: хотят задать трепку птице, напоминающей кукушку, но полосатая грудка – такой мощный сигнал «ястребиности», что приходится поневоле сдерживать агрессию. Этот внутренний конфликт проявляется в том, что самая мощная реакция у них направлена на нечто, не существующее в природе, – кукушку без полосок.

Кукушки явно достигли некоторых успехов в этой борьбе за существование – мимикрия под ястреба позволяет им подобраться к гнездам, вызывая у птиц достаточно страха, чтобы те не растерзали кукушку, едва заметив ее. Но, похоже, этого недостаточно. В конце концов, хозяева определенно знают, что такое кукушка, и, даже если ей иногда удается отложить яйцо в их гнездо, логично предположить, что они просто не станут его высиживать. Логика, как бы то ни было, тут ни при чем. Борьба между способностью узнавать злоумышленника и попытками обмануть со стороны кукушки всего лишь первый раунд трехраундовой схватки; дальше следует совершенно отдельный конфликт – принять или отвергнуть чужое яйцо и, наконец, еще один конфликт – принять или отвергнуть кукушонка.

Вы можете спросить, зачем их разделять. Почему бы не допустить, что особи-хозяева способны связать между собой птицу, по форме похожую на кукушку, а по окраске на ястреба, которая им инстинктивно не нравится, чужого вида яйцо, которое иногда появляется в их гнезде, и подозрительного птенца, который появляется позже? Ответ достаточно прост: потому что об этом не свидетельствуют наблюдения в дикой природе. Одни и те же особи зачастую реагируют совершенно по-разному на эти три объекта, демонстрируя тем самым, что они в действительности не видят связи между ними. Вскоре мы рассмотрим эти различные реакции, но вначале давайте внесем ясность: подобное разделение восприятия угрозы, исходящей от кукушки, – именно то, что и следует ожидать в данном случае. Вспомним, что естественный отбор работает как фильтр, сохраняя «полезные» признаки и поведенческие черты и отбрасывая остальные. Если шумное и воинственное поведение в присутствии кукушки приводит к тому, что в следующем поколении хозяев появляется больше потомства, то такая агрессия по отношению к гнездовым паразитам будет поощряться отбором. Вовсе не требуется, чтобы в сознании этих особей существовала какая-либо единая теория кукушечьего паразитизма; они получают пользу просто от выполнения данного действия, независимо от того, понимают ли, почему оно полезно. Аналогичным образом очевидное репродуктивное преимущество заключается также в распознавании и последующем выбрасывании кукушечьего яйца из гнезда, и другое преимущество – в распознавании и выбрасывании кукушонка. Но это все отдельные действия, отбор в пользу которых представляет собой самостоятельный процесс: те, кто орет на кукушку, получают преимущество перед теми, кто боится кукушки; те, кто отвергает чужие яйца, – перед теми, кто их высиживает, а те, кто отвергает чужих птенцов, – перед менее разборчивыми^[29]. Хотя отдельные представители вида-хозяина, конечно, могут унаследовать все эти три реакции, отсутствует дополнительное давление отбора, направленное на то, чтобы они могли понимать связь между ними. Таким образом, эти поведенческие черты передаются по отдельности, а не в комплексе.

Так как распознавание взрослой кукушки, яйца и кукушонка – это отдельные процессы, они могут быть связаны с разными затратами и выгодами. Например, способность распознать взрослую кукушку – и устроить ей шумный враждебный прием – полезна для конкретной особи, но также и для любого другого представителя вида-хозяина, который гнездится поблизости, если кукушку удается прогнать. Хозяин с вариантом гена (аллелем), отвечающим за способность распознавать кукушку, таким образом, не обязательно достигает большего репродуктивного успеха, чем его сосед, у которого этот вариант отсутствует, а если разница в репродуктивном успехе между обладателем «аллеля распознавания» и любой другой особью невелика, то давление отбора, способствующего закреплению этого признака, будет достаточно слабым. Более того, если просто бросаться на кукушку, едва завидев ее, это не обязательно гарантирует преимущество по двум причинам. Во-первых, кукушка всегда может вернуться позже – эволюционное преимущество проявляется в полной мере только при условии, что кукушка вообще не сможет отложить яйцо в гнездо агрессивной особи. Во-вторых, кукушка, вероятно, не замечала хозяина, пока последний не поднял шум. Теперь она знает, где находится гнездо, и может дождаться удобного момента. В таком случае агрессивное поведение станет помехой, а не преимуществом. Следовательно, склонность нападать на кукушку – поведение, которое в значительной степени зависит от ситуации: иногда бывает полезно, а иногда приводит к обратным результатам.

Сравним два варианта давления отбора: в одном случае – слабого (и даже противоречивого), направленного на формирование способности распознавать взрослых кукушек, и во втором – способствующего распознаванию чужих яиц. Хозяин, который может выявить чужие яйца (и, соответственно, выбросить их), сразу же получает ощутимое преимущество перед тем, кто на это не способен. В отличие от коллективного нападения на кукушку такое поведение не несет общей пользы – вознаграждение в виде повышения репродуктивного успеха полностью достается особи со способностью к различению. Кроме того, способность распознавания яиц кукушки не влечет за собой очевидных затрат в отличие от распознавания (и преследования) взрослых кукушек. Иными словами, этот признак приносит куда более непосредственную пользу.

Как и следовало ожидать, на птиц-хозяев оказывалось сильное давление отбора, способствующего распознаванию яиц кукушки, что подтверждается результатами соответствующего давления отбора, действующего, в свою очередь, на кукушек: яйца, которые они откладывают в гнезда других птиц, имеют поразительное сходство с яйцами хозяев, чего можно было достичь только в результате продолжительной коэволюции. Несомненно, распознавание яиц обеспечивает значительные преимущества хозяевам, иначе кукушкам не было бы никакого проку от мимикрии яиц – а последняя вовсе не простой фокус, тем более что многие виды хозяев реагируют на нее усложнением рисунка окраски яиц, который становится все труднее подделать^[30]. Однако давление отбора на кукушек сильнее. Если хозяева не сумеют распознать чужие яйца, они потеряют возможность вывести собственное потомство в данный сезон размножения, если им не повезет и кукушка подложит им яйцо; это обойдется им дорого, но не станет катастрофой – нередко есть возможность сделать еще по крайней мере одну попытку отложить яйца в тот же год. Напротив, если кукушке не удастся качественно замаскировать свои яйца, так что хозяева смогут распознать их и выбросить, у нее вообще не будет никогда потомства, то есть цена для паразита огромна. Результатом становится неравная гонка вооружений, в которой кукушки всегда будут впереди.

Цена распознавания

Как видите, пока все просто. Неудивительно, что хозяева постоянно высиживают яйца кукушек, так как в результате изощренного естественного отбора те приобрели сходство с собственными яйцами хозяев. Но с птенцами кукушки дело обстоит совершенно иначе. Как может засвидетельствовать любой читатель, видевший фотографии кукушат, их совершенно невозможно спутать с птенцами птиц-хозяев. К двухнедельному возрасту кукушонок весит уже около 65 г, то есть в пять раз больше взрослой камышовки, – и продолжает расти. Он такой большой, что родителю часто приходится садиться на плечо своему приемышу, чтобы сунуть еду ему в рот. Кукушата не просто намного крупнее птенцов хозяина, у них также совершенно другая окраска, и это становится видно, когда они оперятся. Тем не менее, несмотря на столь откровенное несходство с хозяйскими птенцами, кукушонок почти всегда успешно вырастает, даже если его невольные приемные родители прежде сами отгоняли кукушек и выбрасывали их яйца. Как такое возможно?

Довольно элегантное объяснение этого явления предложил израильский биолог Арнон Лотем. Оно основано на хорошо изученном процессе, который называется «импринтинг». Детеныши животных многих видов (в особенности те, которые должны учиться у своих родителей, прежде чем достигнут самостоятельности) переживают в начале своего развития критический период, во время которого они устанавливают прочную и постоянную связь с любым движущимся объектом, который видят чаще всего. Этот процесс дает животному знание, у кого просить пищу^[31] и с какими животными спариваться по достижении зрелости (ответ: с похожими, но не слишком)^[32]. Импринтинг может происходить и в обратном направлении – то есть от родителей к потомству, – так что у животных запечатлевается их первое потомство и образуется связь, необходимая, чтобы продолжать выкармливать детенышей и заботиться о них. Неизбежным следствием является то, что они, скорее всего, отвергнут любое последующее потомство, которое в целом не будет соответствовать этому запечатленному образцу.

На самом деле импринтинг, по-видимому, является тем механизмом, который позволяет хозяевам различать собственные яйца и яйца кукушек (побуждая последних имитировать яйца хозяев), поэтому можно предположить, что данный механизм должен работать и в отношении птенцов, вылупляющихся из этих яиц. Но, как оказывается, это было бы плохой стратегией. Возьмем камышовку, которая обзаводится потомством впервые. Она высиживает птенцов, их образ запечатлевается в памяти. Если при какой-нибудь последующей попытке размножения в ее гнездо отложит яйцо кукушка, камышовка отвергнет вылупившегося птенца, ведь он не похож на ее собственного. Это может показаться идеальным вариантом – импринтинг спасет птицу от дорогостоящей ошибки. Но что, если в первое гнездо этой камышовки уже подбросила яйцо кукушка? Кукушонок вылупится раньше остальных птенцов и одно за другим выбросит яйца, как и поступают всегда птенцы обыкновенной кукушки. Единственным вылупившимся птенцом, таким образом, окажется кукушонок, и его образ запечатлеется у птицы-родителя. С тех пор всякая попытка воспроизводства – с паразитом или без него – будет обречена на провал, потому что птица либо радостно выкормит очередного кукушонка, либо отвергнет собственное потомство. Поэтому для хозяина лучше, если он иногда будет случайно выкармливать кукушонка, чем если у него сформируется импринтинг по отношению к потомству, который может нечаянно загубить репродуктивный успех всей его жизни. И пусть это кажется нелогичным, ответ на вопрос «Почему хозяева кукушки не отвергают монстра-переростка в своем гнезде?» следующий: «Потому что делать это не в их долгосрочных интересах».

Круг заботы

Идеи Лотема, стоит заметить, объясняют не всё. Они отвечают на вопрос, почему хозяева кукушки не используют импринтинг для распознавания своего потомства, но не объясняют, почему они вообще не распознают свое потомство. Неужели не существует других способов, чтобы решить эту проблему?

Должно быть, существуют. Например, у голубоногих олушей^[33] иная система правил. Вместо того чтобы подчиняться правилу «корми первого, кого увидишь в гнезде», они подчиняются правилу «корми всех, кто оказался в пределах гнезда», но эта система, вероятно, позволяет распознавать птенцов не лучше, чем та, которую используют камышовки и им подобные. Кроме того, эта разница в правилах иногда приводит к трагическим последствиям: если птенец олуши случайно вываливается или его выталкивают за периметр гнезда (у этого вида оно представляет собой всего лишь ямку в земле, окруженную кольцом помета, который самки постоянно обновляют), родители будут в лучшем случае его игнорировать, в худшем – нападать на него. Это случается достаточно регулярно – орнитологи нередко наблюдали, как олуши убивают собственных птенцов, очутившихся вне круга заботы.

Эта стратегия также бесполезна против кукушки, которой достаточно будет отложить яйцо в нужном месте, чтобы ее птенца выкормили приемные родители. Но есть еще один способ, которым пользуется маленькая, ярко окрашенная птичка – расписной малюр. Этот вид обитает на востоке Австралии и в Новой Гвинее, где в гнезда этих птиц подкладывают яйца кукушки как минимум двух разных видов: краснохвостая бронзовая кукушка (специализирующаяся на малюрах) и блестящая бронзовая кукушка (которая лишь время от времени на них паразитирует). В ряде трудоемких экспериментов биолог из Австралийского национального университета Наоми Лэнгмор и ее коллеги сумели продемонстрировать, что самки малюров обладают по крайней мере некоторой способностью распознать кукушонка; они часто покидали гнездо с птенцом блестящей бронзовой кукушки и реже – с птенцом краснохвостой бронзовой кукушки.

Как им это удается? Определенно не с помощью импринтинга на собственное потомство. Исследователи выяснили, что самки малюров, которые хотя бы раз принимали кукушонка, не отказывались от собственного потомства при дальнейших попытках размножения. Если бы малюры использовали импринтинг, каждая самка принимала бы птенцов только одного типа (того, который появился у нее первым). По-видимому, одной из линий обороны у них является математика. Малюры гораздо чаще покидают гнездо, в котором находится только один птенец – любого вида, – чем то, в котором птенцов несколько. В этом есть определенный смысл: у данного вида в выводке обычно несколько птенцов, поэтому, если в гнезде остался лишь один, велика вероятность, что это кукушонок, так как кукушата выкидывают из гнезда других птенцов^[34]. В редких случаях, когда малюры ошибаются и покидают собственного птенца, они теряют всего одного детеныша и не так много времени. Таким образом, баланс между векторами давления отбора (с одной стороны направленного на то, чтобы не кормить кукушонка, с другой – на то, чтобы не бросать собственных птенцов) смещается в пользу быстрого подсчета птенцов и избавления от единственного оставшегося.

Однако это еще не все, потому что даже в случае с гнездами, где остался один птенец, существует иерархия вероятностей того, что его бросят. Собственных одиноких птенцов малюры бросают в 20 % случаев, птенцов краснохвостой бронзовой кукушки в 40 % случаев, а птенцов блестящей бронзовой кукушки – почти в 100 % случаев. Иными словами, малюры обладают, по крайней мере в какой-то степени, врожденной способностью их различать. Они, по-видимому, делают это не визуально; птенцы обоих видов бронзовой кукушки намного крупнее птенцов малюра, так что малюры вряд ли могли бы так ошибаться, если бы действительно разглядывали их. Более того, птенцы блестящей бронзовой кукушки на самом деле по расцветке больше похожи на птенцов малюра, чем птенцы краснохвостой, тем не менее последних птицы-хозяева выкармливают чаще. Вероятно, все дело в звуках, которые они издают. Анализ сонограммы, проведенный Лэнгмор и ее коллегами, показал, что птенцы краснохвостой бронзовой кукушки – в отличие от блестящей – имитируют крик птенцов малюра, и это объясняет, почему их чаще принимают.

Весьма убедительный результат, но, как и многое в эволюционной биологии, он вызывает новый вопрос: почему камышовки, завирушки, луговые коньки и другие хозяева обыкновенной кукушки не развили такой же механизм распознавания, не основанный на импринтинге, как у расписного малюра? На этот вопрос невозможно дать однозначный ответ, но на самом деле есть множество возможных объяснений. Прежде всего стоит напомнить, что эволюция не приводит к развитию адаптаций в ответ на потребность в них; естественный отбор может только благоприятствовать полезным мутациям, которые уже возникли. То, насколько насущна эта потребность, будет определять скорость, с которой мутация распространится в популяции, но никак не повлияет на вероятность того, что нужная мутация вообще возникнет. Таким образом, одно из объяснений состоит в том, что у вышеупомянутых видов просто еще не возникла мутация, которая улучшит их врожденную способность распознавать потомство.

Тем не менее это не слишком удачное решение и, к счастью, не то, на котором следует остановиться. Гораздо важнее тот факт, что распознавание яиц более ценно, чем распознавание птенцов. Это становится очевидным, если задуматься, какие издержки приспособленности могут быть сокращены за счет каждого из этих двух действий. Камышовка, обнаружившая и выбросившая чужое яйцо в тот же день, когда его подложили, сохраняет практически нормальный цикл размножения. Самки кукушек иногда выбрасывают другие яйца, отложив собственное, но чаще возлагают эту задачу (хотя в это и трудно поверить) на вылупившегося кукушонка, поэтому хозяину, распознавшему яйцо кукушки, остается только выбросить его, а это ничего не стоит. В итоге его шансы успешно вырастить определенное количество птенцов мало отличаются от шансов птицы, которую вообще не посещала кукушка. Иными словами, репродуктивная цена распознавания яйца равна цене успешной попытки размножения. Сравним это с положением камышовки, которая осознает обман только тогда, когда кукушонок вылупился, выбросил яйца камышовки и получает корм уже неделю; распознавание незваного гостя на этом этапе сберегает всего одну-две недели усилий, затраченных на кормление, – большая часть усилий, потраченных на этот цикл размножения, уже пропала (это то, что у экономистов называется невосполнимыми издержками). Все же сэкономить эти недели было бы полезно не в последнюю очередь потому, что есть возможность предпринять еще одну попытку размножения, но эта стратегия, безусловно, не столь ценна, как распознавание яйца. Иначе говоря, давление отбора, направленное на формирование способности распознавать кукушат, слабее, чем давление отбора, способствующего распознаванию чужих яиц, и это может объяснить, почему у камышовок и других птиц, которые умеют узнавать чужие яйца^[35], не возникла способность лучше распознавать птенцов.

Впрочем, имеется еще более убедительная причина, по которой развитие врожденного распознавания птенцов может оказаться неблагоприятным. Представим гипотетическую камышовку, у которой птенцы голубые и пушистые, с ярко-розовым зевом (внутренней стороной рта). А теперь допустим, что взрослые птицы следуют правилу «принимать только голубых птенцов с розовым зевом». Если расцветка у кукушат иная, то камышовки их будут отвергать – но только до тех пор, пока у кукушек не возникнет новая адаптация и у ее птенцов будет голубое оперение и розовый зев. Теперь камышовке придется начать все заново, и, чтобы возникла контрадаптация, должны измениться два признака одновременно: окраска птенцов и собственные правила принятия птенцов в соответствии с этой окраской. Нельзя проделать то и другое по очереди – все должно произойти одновременно, иначе родитель отвергнет собственное потомство из-за несоответствия правилам. Естественно, вероятность того, что у одной особи возникнут оба необходимых признака точно в одно и то же время, настолько мала, что, по сути, равна нулю.

Мы уже рассмотрели, почему импринтинг – плохая стратегия для распознавания птенцов, но теперь можем убедиться, что врожденное распознавание, по всей видимости, даже хуже. Птица, сформировавшая сильное врожденное чувство, подсказывающее, как должен выглядеть ее птенец, будет успешно отвергать кукушат – вплоть до того момента, пока у кукушек не разовьется более совершенная мимикрия птенцов, и тогда их будут кормить до отвала. Обратим внимание на то, что в случае с распознаванием яиц, когда импринтинг – вполне подходящий метод (поскольку хозяева всегда сначала видят собственные яйца), недостаток гибкости, свойственный врожденному распознаванию, означает, что именно импринтинг всегда останется предпочтительным механизмом. Более того, наличие такого правила, как «формируй привязанность к первому увиденному в гнезде яйцу», автоматически и беспрепятственно обеспечивает дальнейшие эволюционные изменения, так как у хозяина благодаря импринтингу могут развиваться адаптации против мимикрии яиц кукушек; непрерывно меняя окраску своих яиц, он не будет рисковать, откладывая яйцо, не соответствующее его собственному представлению о том, как оно должно выглядеть. Динамика подобной гонки вооружений означает, что хозяин, вероятно, никогда не одерживает значительной победы в состязании, но и не оказывается безнадежно отставшим.

Учитывая все это, вернемся к расписному малюру и попробуем по-новому оценить его способность распознавать птенцов. Так как малюры принимают своих птенцов даже после того, как выкормили кукушонка, они, по-видимому, используют некий врожденный набор критериев принятия птенца (основанный преимущественно на его писке и в меньшей степени на внешнем облике). Как мы уже убедились, эта стратегия далеко не идеальна (так как неэффективна против контрадаптации кукушек), поэтому, вместо того чтобы спрашивать, почему птицы-хозяева обыкновенных кукушек не распознают в своих прожорливых приемышах самозванцев, возможно, стоит задаться вопросом, почему их распознают расписные малюры.

Опять же, этому есть несколько объяснений. Самое очевидное, что они просто не могут распознавать яйца. Расписные малюры строят куполообразные гнезда, внутри которых достаточно темно; при таком освещении все яйца, выглядят одинаково^[36]. Наоми Лэнгмор сообщает, что эти птицы крайне редко отвергают чужие яйца из-за внешнего вида^[37]. В идеале это должна быть первая линия обороны против кукушек, учитывая, что такая стратегия позволяет максимально снизить издержки приспособленности, поэтому малюры сразу же оказываются в невыгодном положении. Короче говоря, этот вид, вероятно, предпочел стратегию врожденного распознавания птенцов потому, что вариантов лучше не нашлось. Естественный отбор может выбирать только между существующими решениями, и для малюров таких решений оказалось не очень много. Как и в случае с выстреливающей челюстью мурены, то, что поначалу кажется триумфом эволюции, может оказаться весьма посредственным обходным маневром.

Из анализа отношений между кукушками и их хозяевами можно извлечь несколько общих уроков. Здесь имеет место динамика гонки вооружений, но мы уже рассмотрели ее последствия на примере хищников и добычи; идея неодинакового давления отбора тоже уже знакома читателю. Новым здесь является то, что на их примере можно видеть ограничения эволюции. Естественный отбор достиг множества замечательных результатов, но он не способен решить все проблемы вида, и для хозяев кукушек, по-видимому, не существует удачного решения проблемы кукушат. Возможные варианты – это либо импринтинг, из-за которого хозяин может отвергнуть собственное потомство, если первый птенец, которого он увидит, окажется кукушонком, либо врожденная способность к распознаванию, которая (если она достаточно специфична, чтобы быть эффективной) может сделать хозяев неспособными противостоять мимикрии кукушат.

Взаимоотношения между кукушкой и хозяином поучительны еще и в другом смысле. Хотя это всего лишь одно из проявлений паразитизма среди миллионов в мире природы, они показательны в том отношении, что баланс сил между хозяином и паразитом всегда смещен в пользу последнего. Эту идею мы более подробно рассмотрим в следующей главе.

3 Нахлебники

[Каждый] случай, когда растение или животное становится жертвой паразита, отражает их неумение приспособиться.

Джерри А. Койн.

Эволюция. Неопровержимые доказательства^[38]

Молодой шимпанзе немного отстал от своей группы. Он слышит своих сородичей – они метрах в ста от него, – но это западноафриканский лес, и сотни метров достаточно, чтобы потерять друг друга из виду. Он залезает на дерево, заметив многообещающее дупло где-то на середине высоты ствола, и вскоре улавливает запах мочи леопарда. Шимпанзе интуитивно знают этот запах – это то, чего следует избегать, а если нет такой возможности, об этом нужно шумно сообщить: леопарда можно отогнать, но только совместными усилиями. Детеныш продолжает карабкаться наверх. Он не издает ни звука и не выказывает страха – им движет только любопытство. Когда его голова оказывается на одном уровне с дуплом, оттуда раздаются шипение и ворчание: самка леопарда оставила там своего детеныша, уйдя на охоту. Шимпанзе в восторге. Он наклоняет голову, намереваясь сунуть руку в дупло, но едва это делает, как тут же получает удар лапой от звереныша и отдергивает руку. Увлекшись, он не замечает приближения самки леопарда до тех пор, пока ее зубы не смыкаются на его шее.

Поведение этого шимпанзе сформировалось под сильным давлением отбора – в чем есть реальная польза – и с эволюционной точки зрения представляет собой нечто новое. Когда-то в далеком прошлом ни один шимпанзе так бы не поступил: распознав запах, он осознал бы опасность и позвал на помощь сородичей. Но прошло достаточно много времени, чтобы подобное проявление любопытства возникло и было поддержано естественным отбором. В результате некоторые шимпанзе словно утратили страх, и их роковое любопытство – продукт эволюции. Оно явно идет кому-то на пользу.

И это, определенно, не шимпанзе.

Выгоду от данной ситуации получает простейшее под названием токсоплазма (Toxoplasma gondii). Простейшие – одноклеточные организмы^[39], а T. gondii – очень распространенный их представитель. Кроме того, это паразит. Вызываемое им заболевание называется токсоплазмоз, оно довольно хорошо известно, особенно беременным женщинам, у которых есть кошки; их, скорее всего, предупреждали, что во время беременности не стоит менять наполнитель в кошачьем лотке, чтобы не подхватить инфекцию. Токсоплазма редко приносит вред взрослым людям, но часто опасна для плода. Изредка встречающиеся вредные последствия у взрослых бывает трудно распознать, так как многие симптомы совпадают с симптомами других распространенных инфекционных заболеваний, таких как ОРВИ и грипп, и они обычно сами проходят через несколько месяцев. Оценки распространенности токсоплазмы в человеческой популяции варьируют, но можно с достаточным основанием полагать, что, если в вашей семье больше трех человек, один из них инфицирован. Несмотря на эту очевидную склонность заражать людей (и многих других животных), токсоплазма тем не менее целиком и полностью зависима от кошачьих.

Кошки необходимы для последней стадии жизненного цикла паразита. Для полового размножения токсоплазмы нужна линолевая кислота, которую она сама не вырабатывает; это вещество редко встречается в высоких концентрациях в клетках большинства животных – особенность кошек в том, что у них не хватает фермента, который ее расщепляет. Паразиты живут в кишечном эпителии кошек, где образуются половые гаметы (гаметоциты), которые сливаются и формируют зиготы-ооцисты. После этого эпителий кишечника разрывается, и ооцисты выходят с кошачьими экскрементами. Кошки заражаются токсоплазмой, поедая животных – в случае с домашними кошками обычно мышей, – в тканях которых паразит размножается бесполым путем (простым делением клетки), а также формирует цисты, хорошо защищенные собственной оболочкой. Сами животные заражаются, поедая растения, загрязненные кошачьими экскрементами, и таким образом поддерживается цикл развития токсоплазмы.

В общем, довольно хорошее решение, но паразит не готов полностью полагаться на то, что кошка съест зараженную им мышь, – в конце концов, у мышей есть неудобная привычка стараться избегать участи быть съеденными. Поэтому он незаметно подыгрывает кошке. Зараженные мыши ведут себя не так, как остальные: они гораздо меньше боятся кошек, реже прячутся и убегают, их не настораживает запах кошачьей мочи. Одним словом, они сами напрашиваются на то, чтобы их съели.

То же самое, по-видимому, происходит с шимпанзе, хотя у них это явление исследовано гораздо хуже. Небольшая зарисовка, с которой начинается глава, представляет собой в некотором роде полет воображения – все, чем я располагаю, это исследование, которое Клеманс Пуаротт и ее коллеги из Центра эволюционной и функциональной экологии в Монпелье провели на шимпанзе, содержащихся в неволе, в Габоне. Особи, зараженные токсоплазмой, гораздо живее интересовались запахом мочи леопарда, чем неинфицированные особи; в отношении человеческой мочи (использовавшейся в контрольном эксперименте) такого различия не наблюдалось. Данное исследование, проведенное на шимпанзе, не единственное в своем роде. Помимо большого числа работ, посвященных воздействию токсоплазмы на поведение зараженных ею грызунов, имеются также данные, подтверждающие, что зараженные гиены меньше боятся львов, и целый комплекс исследований, указывающих на то, что заражение токсоплазмой коррелирует со склонностью к рискованному поведению у людей. Есть даже предположение, что киты и дельфины могут выбрасываться на берег из-за этой инфекции, которая, вероятно, попадает в морскую среду с кошачьими экскрементами из канализации. Инфекция, безусловно, влияет на здоровье китообразных, но пока еще не доказано, что а) токсоплазмоз чаще встречается у выбросившихся на берег особей, чем у тех, кто этого не делает; б) частота выбрасываний на берег повышается именно из-за возросшей склонности к рискованному поведению, а не из-за более общей, связанной с этой болезнью потери физических сил и/или координации.

Подобный же скептицизм, пожалуй, следует приберечь и для оценки результатов многочисленных исследований, связывающих человеческое поведение с токсоплазмозом. Например, повышенный риск самоубийств среди зараженных людей, возможно, лучше объясняется простой корреляцией с тем, что люди держат дома кошек, чем инфекцией как таковой. Допустим, если одинокие люди чаще других заводят кошек и если одиночество коррелирует с риском самоубийства, то ожидаемо обнаружится положительная корреляция между самоубийствами и токсоплазмозом, даже если причинно-следственная связь отсутствует. В данном случае я просто рассуждаю, но, надеюсь, основную мою мысль вы поняли – эти исследования можно интерпретировать по-разному, и не следует делать скоропалительные выводы, основанные лишь на корреляциях.

Но как бы ни обстояли дела с токсоплазмой, мы можем быть абсолютно уверены в том, что многие паразиты в ходе эволюции приобрели способность влиять на поведение хозяина так, чтобы повысить вероятность передачи своих потомков другому хозяину. Если все это кажется слишком фантастичным, вспомните, что всякий раз, когда вы простужены, вас одолевают приступы чихания, которые вызваны вирусом, – это и есть манипуляция хозяином, поддерживаемая естественным отбором, так как она помогает передавать заразные вирусные частицы из ваших дыхательных путей в чужие. Вирус бешенства (Rabies lyssavirus) тоже меняет поведение своего хозяина, делая того одновременно гиперактивным и гиперагрессивным, в результате чего он принимается кусать других животных, передавая вирус новым хозяевам.

Когда сталкиваешься с примерами такого коварства, возникает искушение увидеть здесь чей-то замысел – бешенство кажется делом рук злого гения. Реальность, однако, гораздо прозаичнее. У нас более чем достаточно доказательств того, что поражение мозга – вызвано ли оно инфекционным заболеванием, физической травмой или генетической предрасположенностью – может повлиять на характер и поведение, и так как этот вирус поражает нервные клетки, то он неизбежно будет вызывать по крайней мере какое-то аномальное поведение. Нетрудно представить себе предковые линии вируса, вызывавшие у хозяев целый спектр разнообразных расстройств, от замкнутости и антисоциальности до безумия и агрессии; линии, которые просуществовали дольше всего, оказались попросту теми, которые без всякого собственного намерения вызывали изменения поведения, способствующие их передаче. Патогену, который заставляет своего носителя резко менять поведение и уединяться где-нибудь в горах или пустыне, едва ли суждено долгое существование.

Манипуляция поведением лишь одно из многих свойств паразитов, снижающих качество жизни хозяина. На самом деле наличие паразитов относится к числу наиболее очевидных особенностей существования животных, свидетельствующих о, как минимум, некоторой степени дисгармонии и несовершенства в мире природы, где паразитизм весьма широко распространен. Возьмем, например, амфиприонов (их еще иногда называют «рыбы-клоуны»), род, состоящий примерно из 26 видов мелких, зачастую ярко окрашенных рыб, обитающих на коралловых рифах Индийского и западной части Тихого океанов. Чаще всего их видят плавающими среди щупалец актиний (морских анемонов), вооруженных стрекательными клетками – книдоцитами, которые выстреливают крошечными ядовитыми гарпунами в любого, кто их коснется, включая мелких рыб. Но рыбы-клоуны кажутся неуязвимыми. Более того, у них с актиниями развились тесные симбиотические отношения, выгодные обоим партнерам. Так как на этих рыбок не действует нейротоксин анемонов, они могут жить среди них в относительной безопасности от хищников; взамен рыбки помогают анемонам бороться с их собственными хищниками и паразитами, одновременно обеспечивая питательные вещества в виде экскрементов и остатков трапезы. Несомненно, рыбы-клоуны – один из примеров эволюционного успеха, но теперь вы, возможно, уже не удивитесь, услышав, что их в равной мере можно считать также и жертвами эволюции.

Позвольте представить вашему вниманию первый экспонат – фотографию трех рыб-клоунов, сделанную Цинь Линем, которая прошла в финал конкурса «Лучший фотограф дикой природы года» (Wildlife Photographer of the Year) за 2017 г. Вот они – плавают рядком на мелководье у побережья Индонезии, их оранжево-белые бока сияют на фоне извивающихся вокруг них лиловых щупалец актинии. У всех рыб открыты рты, и из каждого рта выглядывает пара черных глазок. Перед вами Cymothoa exigua, двухсантиметровый паразит, уютно устроившийся там, где прежде был язык.

C. exigua относится к группе равноногих ракообразных, или изопод, включающих также мокриц^[40]. Их извращенная, но несомненная фотогеничность обеспечила им в последние годы место в бесчисленных медийных публикациях, посвященных паразитизму. Личинки C. exigua свободно плавают в поисках рыбы-хозяина, а затем забираются к ней в жаберные щели. На этой стадии они бесполы, но вскоре развиваются в самцов. Позже, достигнув полной зрелости, они могут превратиться в самок, но только если в хозяине еще нет самки; если самка есть, самец не развивается до конца. Если два самца окажутся в одном и том же хозяине, лишь один из них станет половозрелым (и, соответственно, самкой). Взрослая особь перебирается из жабр в рот, где прикрепляется к основанию языка и высасывает из него кровь, пока тот не атрофируется, таким образом замещая его собой. Паразит продолжает питаться кровью и слизью всю жизнь, которую проведет в одном и том же хозяине, пока кто-нибудь из них не умрет.

Я привел примеры с токсоплазмой, вирусом бешенства и C. exigua как своего рода затравку для одной из ключевых идей этой главы, а именно что весь спектр ужасов паразитизма в сочетании с его повсеместным распространением выглядит чуть ли не как фаворитизм со стороны естественного отбора. Чем пристальнее мы вглядываемся в мир природы, тем больше находим паразитов, и не только их самих, но и бесконечное разнообразие способов, которыми они причиняют страдания своим хозяевам. Легко можно привести примеры, когда животные развивают, на первый взгляд, чудесные адаптации, но если воздавать должное эволюции за то, что она наделила рыб-клоунов неуязвимостью против стрекательных клеток актинии, то на нее следует также возложить вину за замену их языка вампиром-квартирантом. Эти два «дара» не слишком хорошо сочетаются. В главе 1 я утверждал, что любой высший хищник, которого вы назовете, как правило, терпит неудачу в погоне за добычей – теперь же я добавлю, что он также, скорее всего, кишит глистами и блохами. Это всего лишь прописная истина, однако комплексы взаимодействий между паразитом и хозяином, определяющие, в какой форме реализуется паразитизм, сложны и разнообразны (и, как я надеюсь убедить вас, довольно интересны). И все же фаворитизм, пусть бессознательный и непреднамеренный, несомненно, существует.

Игра в цифры

В среднем среди всех эволюционных ветвей животных на планете есть паразиты. Это просто вопрос статистики; у всех непаразитических животных (и большинства паразитических) в любой данный момент есть хотя бы один паразит (а скорее всего, их сотни, тысячи или даже миллионы). То же самое, хотя и в меньшей степени, верно и для видов; если взять список всех известных биологических видов, завязать себе глаза и воткнуть в лист булавку, она, скорее всего, попадет в название паразита. Паразиты имеются у людей, кошек, собак, пауков и пчел – даже у бактерий. Паразитические виды есть практически на всех ветвях и веточках родословного древа животных (и на родословных древах многих других организмов, например кинетопластид^[41], а также таких существ, как вирусы, по поводу которых даже нет общего мнения, считать ли их живыми существами в сколь-либо значимом смысле). Существуют паразитические моллюски, паразитические ракообразные, паразитические рыбы, паразитические насекомые, паразитические млекопитающие^[42] и паразитические птицы, наряду с целым рядом не столь широко известных таксонов, таких как трематоды, ленточные черви и т. д.

Паразиты различаются как по своему происхождению, так и по образу жизни, но для удобства их можно разделить на три основных группы по их способу нападения. Во-первых, паразитоиды, которые, как правило (хотя и не всегда), поедают большую часть хозяина, в результате чего тот умирает; в этом смысле они составляют естественное промежуточное звено между прямым хищничеством и паразитизмом. Самые известные паразитоиды принадлежат к нескольким семействам ос^[43]. Они откладывают яйца внутрь или поверх другого животного (обычно насекомого или паукообразного) и оставляют все на волю природы. На случай, если вы еще не поняли, – «воля природы» состоит в том, что вылупившаяся личинка поедает хозяина изнутри. Трудно сказать, что хуже – быть хозяином, внутрь которого ввели яйца, или тем, которого попросту обездвижили с помощью паралитического яда, а яйца удобно уложили сверху. К последней категории жертв относятся тарантулы, на которых охотятся ужасающе огромные (до 5 см длиной) осы под весьма подходящим названием тарантуловые ястребы^[44] из семейства Pompilidae. Личинки этой осы вылупляются из яиц и вгрызаются в свою живую кладовую. Они будут кормиться, стараясь как можно дольше не затрагивать жизненно важные органы и таким образом сохранять обреченное создание в живых.

Вторая группа – эктопаразиты, живущие на хозяевах снаружи и питающиеся кровью, шерстью, кожей, плотью или телесными выделениями. В нее входят многие хорошо известные паразиты, такие как комары, блохи и клещи. Эти членистоногие^[45] составляют большую часть разнообразного мира эктопаразитов, но они далеко не единственные. Эктопаразитами являются летучие мыши-вампиры, а также миноги (рыбоподобные бесчелюстные с круглыми ртами-присосками, полными роговых зубов) и бразильская светящаяся акула, которая по-английски называется cookie-cutter shark – «акула – формочка для печенья», так как она имеет привычку выкусывать у своих жертв идеально круглые куски мяса. Хотя отдельный эктопаразит обычно забирает у хозяина пренебрежимо малое количество крови, накопительный эффект от множества паразитов может быть фатальным. Энтони Мусанте и его коллеги из Университета Нью-Гэмпшира изучали воздействие клещей на лосят. По их оценкам, умеренное заражение клещами на протяжении двух недель может привести к потере 27–48 % от всего объема крови. Неудивительно, что вызванная клещами анемия – распространенная причина высокой смертности лосей и других крупных млекопитающих в те сезоны и в тех местах, где клещи наиболее активны.

Передающийся «дар»

Анемия, если не считать смертельные случаи, далеко не худшее, чем могут наградить хозяина клещи: как многие другие кусачие членистоногие, они служат переносчиками куда более мелких паразитов. Это третья группа – эндопаразиты, проводящие всю жизнь или часть ее внутри хозяина. В тех случаях, когда они становятся причиной заболевания, их называют патогенами (буквально «порождающими болезнь»). Например, триатомовые клопы (получившие также очаровательное название «поцелуйные клопы» за далеко не очаровательную привычку кусать спящих людей в лицо) передают в качестве патогена трипаносому (Trypanosoma cruzi). Заболеванием, которое он вызывает (болезнь Шагаса), страдает, по некоторым оценкам, 8 млн человек в 21 стране (главным образом в Латинской Америке). В хронической форме она приводит к сердечно-сосудистым заболеваниям едва ли не у половины пациентов.

В тех случаях, когда эктопаразит выполняет функцию передачи возбудителя болезни, он называется переносчиком, и список таких переносчиков большой и разнообразный. Большинству читателей знакомы некоторые из основных заболеваний, которые переносят комары (малярия, лихорадка денге, лихорадка Западного Нила, лихорадка Зика), клещи (болезнь Лайма, клещевой энцефалит, клещевой риккетсиоз) и блохи (бубонная чума), но есть также болезни, распространяемые такими насекомыми, как мокрецы (мансонеллез), мухи цеце (сонная болезнь), мошки Simulium damnosum (онхоцеркоз, или речная слепота) и москиты (лейшманиоз, флеботомная лихорадка).

Переносчики не просто переносят возбудителя заболевания; их собственная жизненная история претерпевает существенные изменения в результате заражения. Иногда, по-видимому, эти изменения идут на пользу переносчикам. Например, клещи, зараженные Borrelia burgdorferi – бактерией, вызывающей болезнь Лайма у человека, – демонстрируют бо́льшую устойчивость к высыханию, чем незараженные. Так как основным препятствием, сдерживающим клещей в поисках хозяина, является наличие влажного микроклимата вблизи поверхности земли, они приобретают потенциально важное преимущество. Впрочем, чаще всего эти отношения носят менее взаимовыгодный характер. Как мы убедились, эндопаразиты часто манипулируют поведением своих хозяев, поэтому неудивительно, что они используют те же приемы в отношении переносчиков, чтобы максимально увеличить вероятность своей передачи основному хозяину.

Эти манипуляции могут быть сравнительно безвредными. Возьмем, например, тлю Rhopalosiphum padi; насекомые, уже являющиеся носителями вируса желтой карликовости ячменя, предпочитают кормиться на еще не зараженных растениях. Это полезно для вируса, а тле, по-видимому, все равно. Столь удачно взаимоотношения патогенов и переносчиков складываются далеко не всегда, так как их интересы обычно не совпадают. Например, патоген «хочет» заразить как можно большее число хозяев, и один из способов этого добиться – заставить переносчика кормиться часто и понемногу, все время меняя хозяина. Для переносчика это означает, что ему приходится затрачивать больше энергии на перемещения и меньше времени посвящать еде.

Хороший пример – комары. Якоб Кёлла и его коллеги из Орхусского университета в Дании собрали образцы комаров Anopheles gambiae в домах округа Киломберо в Танзании и проанализировали содержимое их кишечника, определив наличие в нем следов человеческой ДНК, а также Plasmodium falciparum, возбудителя малярии. Сопоставив следы ДНК из крови, которой питались комары, с ДНК местных жителей, исследователи обнаружили, что 22 % комаров, зараженных плазмодием, кормились на более чем одном человеке, тогда как из незараженных так делали лишь 10 %: возбудитель инфекции, как говорилось выше, заставлял переносчика кормиться часто и понемногу, меняя хозяев. Другие исследования показали, что P. falciparum, часть жизненного цикла которого проходит именно в организме человека, заставляет комара A. gambiae предпочитать людей другим млекопитающим, тем самым гарантируя, что меньше укусов будет «потрачено» на неподходящих хозяев. Различные виды плазмодиев также повышают свои шансы на успех, делая своих хозяев более привлекательными для любых комаров, изменяя запах их тела.

Здоровье или дом

Нет ничего загадочного в привлекательности паразитического образа жизни – особенно для эндопаразитов, хозяева которых обеспечивают им не только пищу, но и среду обитания. Для них серьезную проблему представляет только смена жительства (поскольку место их обитания рано или поздно исчезает с неизбежной смертью хозяев). Поэтому эндопаразитам приходится искать пути передачи от одного хозяина к другому, и, как мы уже видели, у них в процессе эволюции развилось множество способов достижения этой цели – в особо изощренных случаях они заставляют хозяина совершить самоубийство или привлекают промежуточные организмы (переносчиков) в качестве службы доставки. Удивительнее другое – почему хозяева все это терпят?

Короткий ответ на этот вопрос состоит в том, что они, конечно, предпочли бы этого не делать. Чтобы ответить на него более подробно, необходимо вспомнить некоторые из тех механизмов, которые уже встречались нам в главе 1, когда мы рассматривали взаимоотношения хищника и жертвы, а также один важный дополнительный фактор, смещающий баланс в пользу нахлебника. И начать можно с базового положения, что отбор оказывает разное давление на паразита и хозяина. Как это соотносится с гепардами и газелями? Для начала задумаемся о том, насколько приспособленность (т. е. репродуктивный успех), скажем, бизона снизится, если он не сможет защититься от укусов комара – или даже тысячи комаров. На самом деле не так уж сильно. Положение может стать потенциально более серьезным, если паразитом окажется клещ, а тем более тысяча клещей, каждый из которых выпивает гораздо больше крови, чем комар; как следствие – у многих видов-хозяев развились те или иные формы защиты от клещей, начиная с обычной очистки своего тела (или простого избегания территорий, зараженных клещами) и кончая иммунными реакциями, мешающими клещам успешно кормиться. Даже комары, если они налетают одновременно в большом количестве, могут порой привести к смертельному исходу в результате кровопотери. Но, как правило, эктопаразиты не угрожают жизни хозяев.

Соотношение «паразит – хозяин» противоположно тому, которое складывается при взаимодействии хищника и жертвы, когда поедающий при проигрыше страдает меньше поедаемого. В обоих случаях для поедающего (хищника/эктопаразита) потери сопоставимы – некоторое количество потраченных впустую усилий и необходимость новой попытки, – однако если поедаемая жертва теряет все, то (частично) поедаемый хозяин, как правило, теряет совсем немного (а в некоторых случаях вообще не замечает этого взаимодействия). Таким образом, эктопаразит в случае неудачи рискует большим, чем хозяин, и, следовательно, подвержен большему давлению отбора, а значит, у него имеется эволюционное преимущество.

Это, впрочем, еще не вся история, если мы вспомним, насколько часто эктопаразиты действуют еще и как переносчики эндопаразитов (т. е. патогенов), воздействие которых потенциально куда серьезнее, чем быстрый укус и потеря капли крови. Следовательно, можно предположить, что у хозяев возникнут по крайней мере некоторые защитные реакции против эктопаразитов – в результате давления отбора, оказываемого не самим кровососущим паразитом, а тем, что он передает вместе с укусом. Эти дополнительные затраты теоретически могли бы склонить чашу весов в пользу хозяина, но только в том случае, если защита последнего от патогенов будет как-то мешать переносчику; чаще эти баталии разыгрываются на молекулярном уровне в клетках хозяина. Поэтому давайте будем исходить из того, что эктопаразит выигрывает собственную маленькую битву, и рассмотрим положение с точки зрения патогена.

Нетрудно сообразить, что для патогена хозяин даже важнее, чем для эктопаразита. Если клещу не удалось покормиться на олене, которого он пытался укусить, он всегда может отвалиться и попытать счастья на ком-нибудь другом. Неудачи, конечно, накапливаются, а клещи, по сравнению с теми же комарами, малоподвижны, поэтому они могут кормиться только на том животном, которое случайно оказалось рядом (или до которого они, хоть и с трудом, смогли доползти); каждая упущенная возможность, таким образом, достаточно значима. Даже комар, подвижный и способный находить других хозяев, если не удалось укусить первого попавшегося, тратит существенное количество энергии и времени из своей короткой жизни всякий раз, когда ему приходится перелетать с одного хозяина на другого. Для эктопаразитов цена времени, затраченного на неподходящего хозяина, высока. Между тем в сравнении с положением патогена его риски все-таки сравнительно невелики. Как только патоген очутился внутри организма хозяина, все его возможности исчерпаны, и поражение в борьбе для него буквально смерти подобно. Хозяин – это не просто передвижной буфет, это еще и единственная среда обитания патогена, поэтому все адаптации последнего направлены на выживание и размножение в этом эксклюзивном пространстве.

Особенно зависят от других организмов вирусы, ведь у них нет даже приспособлений для самовоспроизводства; все, чем они располагают, это генетические инструкции. Вирион (так называется отдельная вирусная частица) – не более чем пакет ДНК или РНК в белковой оболочке, окруженной оберткой из липидов. Эти поверхностные молекулы взаимодействуют с мембранами клеток хозяев, заставляя тех пропускать вирион в клетку, чтобы он мог воспользоваться клеточными механизмами репликации ДНК или РНК. Точные детали этого процесса зависят от типа вируса, но в результате хозяйская клетка всегда подчиняется и начинает производить новые вирионы, которые проникают в другие хозяйские клетки, завладевая ими, и это продолжается снова и снова, пока их либо не уничтожает иммунная система, либо не иссякает запас живых клеток для заражения. Каков бы ни был итог, вирус полностью зависим от клетки хозяина, которая обеспечивает ему не только среду обитания, но и механизм для размножения. Если ему не удастся заразить нового хозяина, он обречен на гибель. Между тем хозяин лишь в какой-то степени рискует своим здоровьем (хотя иногда в очень большой степени, а в крайних случаях – и самой жизнью). Назовем для краткости и удобства эту дихотомию давления отбора на хозяина и патоген или паразита принципом «здоровье/дом».

Принцип «здоровье/дом» – первый механизм, склоняющий чашу весов в пользу патогена (или паразита). Следует учесть все же, что «здоровье» не бинарное состояние; нельзя быть просто «здоровым» или «нездоровым» – всегда существует целый спектр состояний. Это означает, что сила давления отбора на хозяина будет варьировать в зависимости от тяжести заболевания – чем тяжелее симптомы, тем сильнее давление. Это важно, и вскоре мы еще вернемся к этому вопросу. А сейчас рассмотрим второй механизм, который тоже имеет разную степень выраженности: речь пойдет о разнице между хозяином и патогеном в продолжительности жизни одного поколения. Эволюция не происходит в течение жизни одной особи – это процесс постепенного накопления различий между среднестатистическими особями в череде поколений. Так как изменения возможны только тогда, когда животные производят потомство, потенциально непохожее на них самих (благодаря мутациям, ошибкам копирования и т. п.), чем быстрее сменяются поколения у данного вида, тем больше у него возможностей для эволюционных изменений.

Таким образом, при прочих равных условиях потенциальная скорость эволюции обратно пропорциональна интервалу между поколениями (т. е. возрасту первого размножения) – и конечно, чем быстрее может эволюционировать та или иная линия, тем лучше она способна противостоять изменениям в линиях своих врагов. Вернемся к аналогии с гонкой вооружений, когда две страны разрабатывают оборонительное и наступательное оружие так быстро, как только могут, чтобы опередить противника; отчасти этот процесс включает в себя испытания различных идей и технологий, но подобные эксперименты стоят времени и денег. Если страна А в состоянии провести десять испытаний в неделю, а страна Б – только десять в год, то А очень скоро победит в гонке вооружений, так как будет быстро догонять любые достижения Б, одновременно создавая собственные технологические инновации, на которые Б дать ответа не сможет.

Давайте посмотрим, как это работает в случае с патогенами и хозяевами. У человека интервал между поколениями составляет примерно 25 лет (он варьировал на протяжении всей истории человечества и различается в настоящее время в разных странах мира, но нам достаточно и приблизительной цифры); за это время у Mycobacterium tuberculosis, бактерии, вызывающей – как следует из ее названия – туберкулез, сменится около 9000 поколений. То есть будет проведено гораздо больше «экспериментов»^[46]. В каждом поколении те бактерии, которые лучше всего способны заражать человеческие клетки, будут выживать и размножаться гораздо успешнее, так что среднестатистическая бактерия последующего поколения окажется чуть лучше приспособленной. Избирательное отсеивание плохо приспособленных линий – которое можно представить как экспериментальное испытание технологии атаки на хозяина – происходит у M. tuberculosis 9000 раз за то время, пока у человека сменяется всего одно поколение.

Но не стоит отчаиваться. Есть по крайней мере одна веская причина считать, что совокупное преимущество, получаемое бактериями, будет не так уж велико, – а именно тот факт, что у людей каждое поколение появляется на свет в результате полового размножения, а у бактерий – нет. Это важно, поскольку именно секс за счет комбинативной изменчивости создает генетическое (немутационное) разнообразие потомства; более того, одна из ведущих теорий, выдвигавшихся, чтобы объяснить загадочное появление в процессе эволюции полового размножения (в противоположность бесполому, т. е. клонированию), – это быстрое получение генетического разнообразия, а следовательно, и защита от патогенов.

Секс как прорыв

Стоит сделать коротенькое отступление и обсудить эту тему – не в последнюю очередь потому, что она долго считалась одним из самых трудных вопросов в эволюционной биологии. Под сексом я подразумеваю процесс, в ходе которого две особи соединяют свой генетический материал, чтобы получить потомство, не являющееся клонами ни одной из них; в этом смысле «секс» не синоним «размножения» вообще, так как последнее может запросто осуществляться без первого. Причина, по которой этот вопрос был (и все еще до некоторой степени остается) спорным, в том, что появление разных полов и полового размножения влечет за собой ряд вполне очевидных недостатков^[47]. Во-первых, – и это самое банальное – для секса необходимо найти партнера противоположного пола, а это требует времени и энергии, которые можно было бы потратить на питание или размножение (другим способом). Во-вторых, разделение на самцов и самок фактически сразу сокращает вдвое количество потомков, ведь теперь только 50 % популяции действительно воспроизводит себя^[48]. Однако более серьезным, чем снижение эффективности размножения, является потенциальный вред, причиняемый разрушением комплексов генов (геномов), которые – до появления разных полов и первого полового процесса – сформировались под действием естественного отбора за бесчисленное число поколений, адаптируясь к слаженной совместной работе. Взять два генома и внезапно перемешать их – это все равно, что взять автомобиль и мотоцикл и поменять местами их детали. У машины теперь слишком маленький двигатель, чтобы она могла ездить, и слишком узкие и большие передние колеса, а у мотоцикла – опасно мощный двигатель и широкие колеса, которые не втискиваются в вилку. В данной аналогии транспортное средство соответствует геному, а его части (мотор, колеса) – генам. Эти гены имеют различные варианты – аллели, – так что геном автомобиля содержит «автомобильно-колесный» аллель гена колеса, а геном мотоцикла несет «мотоциклетно-колесный» аллель гена колеса (и так далее применительно ко всем прочим частям). Пока мотоциклетные аллели находятся в геноме мотоцикла, а автомобильные в геноме автомобиля, те и другие работают оптимально; перемена аллелей местами неизбежно снижает шансы на то, что все гены будут работать согласованно.

Так зачем было это делать? Теория сопротивления патогенам, объясняющая происхождение полового размножения, начинается с наблюдения, что определенные хозяева способны сопротивляться только определенным патогенам, а не всем вообще. Если использовать простую аналогию, аллели хозяина можно представить себе как замки́, а аллели патогена – как ключи. Возьмем линию хозяев, размножающихся без секса (например, партеногенезом), которых заражает патоген. Так как они размножаются партеногенетическим путем (клонированием), все хозяева генетически идентичны (плюс-минус небольшое количество случайных мутаций). Если среди патогенов существует изменчивость по признаку способности успешно заражать хозяев, тогда эта способность окажется существенным преимуществом. Естественный отбор очень быстро приведет к тому, что все патогены станут обладателями нужного ключа к замку хозяина. Тогда хозяева окажутся в критической ситуации, так как все они будут беспомощны перед всеми патогенами.

В такой ситуации и может прийти на помощь «классическое» (с оплодотворением яйцеклетки сперматозоидом) половое размножение. Первое поколение, воспроизведенное таким путем, сразу же получит преимущество, так как будет не похоже ни на одну из родительских линий, а значит, сможет сопротивляться по крайней мере некоторым патогенам. Возможен даже такой вариант, что ни у одного патогена не окажется подходящего набора ключей, это зависит от того, сколько аллелей связано с каждым замком. Спустя бесчисленные поколения и среди хозяев, и среди патогенов будет наблюдаться большое разнообразие, так что очень немногие хозяева будут в безопасности, но такое половое размножение фактически исключает вариант, при котором у всех патогенов разовьются наборы ключей, в точности подходящие к замкам хозяев, ведь замки постоянно меняются. Со временем защита будет все усложняться, задействуя все большее и большее число генов, что в свою очередь повышает количество возможных уникальных комбинаций аллелей в популяции хозяев, а значит, и разнообразие замков.

Все это не просто досужие размышления. Стюарт Олд и его коллеги из Университета Стерлинга использовали элегантный эксперимент, чтобы продемонстрировать немедленную пользу от секса при столкновении с патогеном. Рачок Daphnia magna размножается и с участием самцов, и без (посредством партеногенеза^[49]), причем в первом случае только тогда, когда это полезно. Дафнии особенно подвержены заражению бактериями Pasteuria ramosa, вызывающими у хозяев бесплодие, а так как стерильность фактически означает смертный приговор для линии, то существует сильное давление отбора, направленное на избегание инфекции. Олд и его команда позволили инфекции распространяться в партеногенетической популяции дафний на протяжении года, затем взяли бактерии, все это время эволюционировавшие совместно с данным родительским поколением, и попытались заразить ими дафний следующего поколения, появившихся на свет как обычным половым, так и партеногенетическим путем. При сравнении их способности противостоять инфекции оказалось, что рачки, появившиеся благодаря сексу, справились с этой задачей в среднем лучше, чем их сестры-«клоны»; таким образом, секс победил.

Вот что, в двух словах, можно сказать о преимуществе обычного полового размножения в связи с патогенами, и теперь мы можем вернуться к вопросу об эволюционной гонке вооружений между быстро размножающимися патогенами и медленно размножающимися хозяевами. Половое размножение чаще встречается у хозяев, чем у патогенов, что дает первым дополнительное очко. Тем не менее чаша весов все еще заметно склоняется в пользу патогена. Хотя бактерии, например, не размножаются половым путем, у них все же имеются различные механизмы горизонтального переноса генов (т. е. переноса генов между особями одного и того же «поколения», а не от материнских клеток к дочерним, через размножение, при котором происходит «вертикальная» передача генов от одного поколения к другому). К таким механизмам, например, относится конъюгация, когда бактерии (обычно одного и того же вида, но не обязательно) фактически меняются друг с другом участками ДНК. Поэтому генетические изменения могут происходить достаточно быстро, несмотря на отсутствие комбинативной изменчивости, характерной для полового размножения. Когда это свойство бактерий сочетается с их фантастически быстрой скоростью размножения, хозяевам остается лишь бесконечно играть в догонялки.

Кажется, что хозяева обречены на неудачу. И в самом деле, перечень преимуществ патогенов перед хозяевами заставляет задуматься, почему патогены еще не победили. Или, точнее: если эволюционное преимущество на стороне микроорганизмов, почему они не всегда убивают хозяина, преодолев его защиту?

Как важно быть умеренным

Мы говорим о так называемой вирулентности. В разных контекстах значение этого слова может слегка различаться, но в эпидемиологии^[50] оно обычно определяется как степень вреда, который патоген (не обязательно вирус – просто у этих слов один и тот же латинский корень) наносит хозяину. Как правило, существует сильная корреляция между вредом, причиняемым хозяину, и непосредственной выгодой для патогена; данный вывод следует из простого наблюдения, что единственные ресурсы, доступные последнему для размножения, необходимо забирать у первого – это во многом игра по принципу «кто кого».

Размножение все же не единственная важная задача для патогена: как мы убедились, ему также необходимо передаваться от хозяина к хозяину. Если размножение (а следовательно, и вирулентность, обусловленная потреблением ресурсов хозяина) настолько интенсивно, что хозяин умирает прежде, чем патоген получит возможность распространиться дальше, то вирулентность становится фатальной проблемой для самого патогена. Это сложная проблема для патогена, и именно в этом смысле принцип «здоровье/дом» качественно отличается от принципа «жизнь/обед». При обоих сценариях более важный ресурс (дом или жизнь соответственно) оказывает большее давление на того из противников, для которого он жизненно важен: линия кроликов «выигрывает» у линии лисиц потому, что первым нужно спасать жизнь, а не просто получить обед; линия патогена «выигрывает» у линии хозяина потому, что ей нужно обеспечить себе доступ в новый дом, а не просто в какой-то степени сохранить здоровье. Однако для патогена существует опасность, что давление отбора, направленное на формирование способности преодолевать защиту хозяина, станет настолько сильным, а эволюционные ответы настолько эффективными, что сам дом окажется уничтожен. Излишне говорить, что с кроликами такого никогда не случится – никакая защита против лис им не повредит. Для патогена излишняя вирулентность явно самоубийственна, и тем не менее это происходит достаточно регулярно.

Рассмотрим этот механизм более внимательно, взяв в качестве примера простую форму патогена: вирус, который распространяется с капельками слюны, вылетающей изо рта при чихании^[51]. Как все вирусы, сначала он пройдет через многочисленные циклы смены поколений внутри каждого отдельного хозяина^[52], для чего он проникает в клетки хозяина и заставляет их производить новые вирионы. Эти отдельные вирусные частицы в основном идентичны, но среди них будут время от времени попадаться частицы с ошибками копирования, так что со сменой поколений вируса появляется генетическая изменчивость, что приводит к возникновению конкурирующих линий – обычно именуемых штаммами – изначального вируса. Отметим, что мы все еще говорим о процессах, происходящих внутри одной и той же особи-хозяина, и допустим, что с момента заражения эта особь не контактировала ни с кем другим – значит, вирус еще не передавался. Предположим, что один из новых штаммов оказывается агрессивнее других и проникает в клетки хозяина в ускоренном темпе, причиняя каждой клетке намного больше повреждений. Хозяину сразу становится слишком плохо, чтобы передвигаться, и он находит безопасное место и отлеживается, ограничив контакты с другими возможными хозяевами и перекрывая таким образом вирусу любую возможность для распространения. Опасный штамм толкает себя (и все другие штаммы в том же организме) на путь самоуничтожения, но, так как он наиболее успешно размножается, над ним не могут одержать верх более безобидные штаммы, у которых больше шансов на долгое существование. Естественный отбор не заглядывает в будущее – в каждом поколении отбирается вариант, который наиболее успешно размножается. Таким образом, в границах этой временной и единственной среды выживание самых приспособленных оборачивается тем, что не выживает никто, естественный отбор не придет на помощь. К счастью для потенциальных хозяев, история смертельного штамма на этом и закончится, что является слабым утешением для хозяина, сыгравшего (временно) роль живой лаборатории для неудачного эксперимента в эволюции вирусов.

Здесь проницательный читатель может задаться вопросом, почему я описал данный сценарий как реально возможный, хотя при обсуждении взаимоотношений хищника и жертвы не предложил идею, что может появиться сверхбыстрая линия гепардов, которые убьют всех газелей в Серенгети и вымрут от голода. И в самом деле, почему? Есть несколько причин полагать, что последний сценарий маловероятен. Во-первых, интервалы между поколениями у гепардов и газелей приблизительно одинаковы, а это значит, что полезные генетические изменения в линии гепардов, произошедшие только в одном поколении, могут остаться без ответа со стороны газелей. Каждое небольшое изменение в популяции хищника вызывает противодействующее изменение в популяции добычи, поэтому гепарды просто не успевают накопить значительное преимущество. Напротив, у вируса могут смениться тысячи поколений – и в результате накопятся всё более полезные мутации – без всякого эволюционного ответа со стороны хозяина. Во-вторых, вирус устроен намного проще, чем позвоночное животное; как я уже отмечал, неочевидна даже принадлежность вирусов к живым организмам. Вирусная ДНК (или РНК), соответственно, очень мала, и поэтому даже единственная мутация может привести к куда более существенным изменениям структуры каждого вириона – а значит, и его потенциальной способности вести себя иначе, чем предковая линия, вместе с тем не разрушая сложных биологических систем, необходимых для выживания.

Все это не меняет того факта, что излишняя вирулентность является проблемой для патогенов: ни один вирус, разрушающий свой дом прежде, чем ему удастся найти новый, не сможет просуществовать достаточно долго, чтобы распространиться в популяции хозяев. Другую крайность представляет собой патоген, который почти не вредит хозяину, но это может быть достигнуто только путем минимизации его собственного размножения, так как именно для этого патоген использует ресурсы хозяина, принося ему вред. Безвредный патоген неизбежно будет не слишком широко распространен в организме хозяина, и, соответственно, у него окажется мало возможностей быть переданным другим носителям. Очевидно, для любой системы «хозяин – патоген» существует золотая середина (золотая, конечно, для патогена), при которой приспособленность патогена достигает оптимума, уравновешивая потребность в размножении за счет ресурсов нынешнего хозяина и потребность благополучно передавать свое потомство другим хозяевам.

Достигнет ли какой-либо штамм патогена такой оптимальной вирулентности – это уже другой вопрос, и тут многое зависит от обстоятельств. Возьмем наш гипотетический вирус, распространяющийся при чихании. Оптимальная вирулентность зависит от поведения хозяина, и в особенности от того, с какой вероятностью каждый носитель вируса вступит в контакт с другими людьми. В частности, вирус может позволить себе быть более вирулентным на территории с более плотным населением, чем с менее плотным, поскольку в первом случае контакты между хозяевами более вероятны, а значит, каждому инфицированному хозяину не обязательно жить долго, чтобы гарантированно передать инфекцию. Таким образом, при прочих равных условиях плотность популяции хозяев определяет частоту контактов между ними, что, в свою очередь, определяет скорость передачи патогена, а значит, и оптимальную вирулентность.

Прочие условия тем не менее редко бывают равными, и это ограничение на вирулентность, налагаемое частотой контактов между хозяевами, можно обойти – например, задействовав переносчика, в особенности крылатого. Переносчики повышают частоту передачи патогена при любой плотности популяции хозяев просто в силу того факта, что физический контакт между хозяевами для передачи уже не нужен. То есть, вернувшись к принципу «здоровье/дом», можно сказать, что переносчики облегчают переезд. Это не только упрощает проблему (для патогена), связанную с низкой плотностью популяции хозяина, но также снижает затраты на поддержание здоровья отдельного хозяина. Как правило, чем хуже себя чувствует животное-хозяин, тем менее нормально его поведение, а у социальных видов^[53] это может означать сокращение числа контактов с другими особями, а значит, и вероятности передачи. Но переносчик кусает и больных, и здоровых хозяев, смягчая таким образом ограничения на то, насколько здоровым должен оставаться хозяин, чтобы сохранять способность передавать патоген. В результате оптимальная вирулентность повышается.

Будучи ненаправленной, эволюция патогенов тем не менее происходит настолько быстро и оперативно, что хозяевам, как правило, до них далеко. Это не означает, что они не пытаются противостоять патогенам или что все их попытки безуспешны, – все-таки некая версия гонки вооружений, безусловно, существует. На самом деле сложно найти другой продукт эволюции, который отличался бы такой же сложностью и изощренностью, как иммунная система позвоночных. Но динамика взаимоотношений патогена и хозяина зачастую не столь сбалансирована, как у хищника и жертвы, и куда более непредсказуема. Это можно представить как войну на истощение между двумя армиями, одна из которых современная, хорошо организованная, вторая архаичная, неуправляемая и время от времени склонная совершать безрассудные, самоубийственные атаки на врага.

Взаимодействия между хозяином и паразитом, которые в широком смысле определяются принципом «здоровье/дом», приводят к менее предсказуемой динамике, чем взаимодействия между хищником и жертвой. Самое важное различие заключается в том, что паразиты (особенно быстро размножающиеся эндопаразиты) потенциально способны преуспеть в гонке вооружений вопреки интересам собственного вида. Это не только приводит к массовым локальным вспышкам смертности хозяев, но также затрудняет прогнозы в отношении распространения патогенов в популяциях хозяев. В долгосрочной перспективе у новых патогенов вирулентность обычно снижается, так как более безобидные штаммы в конечном итоге начинают численно преобладать над более агрессивными благодаря более успешной передаче (до тех пор, пока остаются хозяева, еще не зараженные более вирулентными штаммами), но при этом вирулентность будет скорее стабилизироваться на неких промежуточных значениях, чем упадет до нуля. В краткосрочной же перспективе может произойти все что угодно. Но как бы то ни было, невозможно изменить тот факт, что паразиты никуда не денутся. Для любого животного, к какому бы виду оно ни принадлежало, наличие паразитов – это суровая реальность жизни, и эволюция никогда не избавит от него животных полностью. В следующей главе мы рассмотрим еще более странные последствия другого неизбежного факта жизни – секса (и стремления к нему).

4 Прекрасные и обреченные

Округ Честер (штат Пенсильвания): в паутине трепыхается мушка. Ей было бы проще выпутаться, если бы не длинные перистые щетинки на ногах, которые увеличивают площадь поверхности ее тела и из-за которых она, пытаясь вырваться, все больше запутывается. Эти щетинки служат исключительно украшением, у них нет иной цели, кроме как одурачить самца, показав ему, что она крупнее, чем на самом деле, – и, соответственно, с большей вероятностью способна произвести многочисленное здоровое потомство. Сегодня эти щетинки, скорее всего, принесут ей смерть. Это самка Rhamphomyia longicauda – насекомого, одного из видов семейства толкунчиков. Самки этого вида, как и нескольких ему подобных, когда настает время брачных игр, собираются на небольших лесных прогалинах, часто возле рек и ручьев, и роятся, танцуя, чтобы привлечь самцов. Большой размер у самок толкунчиков является важной составляющей ее привлекательности, и щетинки на ногах только один из способов преувеличения своих достоинств; у них также имеются воздушные мешочки на краях брюшка, и, перед тем как присоединиться к рою, они сидят поблизости на растениях, втягивая в себя воздух и раздуваясь.

Самцы этого вида разборчивы, ведь, прежде чем направиться к брачному рою, они пускаются в довольно рискованное предприятие, отправляясь на охоту, а пойманную добычу преподносят самке в качестве «свадебного подарка». Чета спаривается, пока самка его поедает, и чем больше порция пищи, тем больше времени остается для того, чтобы самец мог передать свою сперму (о чем подробнее будет рассказано в главе 7). Это единственная белковая пища, которую самка потребляет во взрослом состоянии; она полностью отказалась от охоты, питаясь нектаром с цветков, и вместо этого посвящает все силы наращиванию прелестей. Именно эти прелести и предопределили судьбу нашей пленницы.

Возможно, эти особенности также предопределили судьбу ее сыновей, у которых есть все шансы унаследовать губительную доверчивость своего отца; поэтому внешнему наблюдателю простительно задаться вопросом, стоило ли вестись на обман. В этой главе мы рассмотрим, как естественный отбор на великом карнавале жизни с его успехами и неудачами благоприятствовал действиям этой мушки, которые для нее потенциально разрушительны. Ни один другой вид не участвовал в этом процессе; это не результат гонки вооружений между хищником и жертвой или паразитом и хозяином, а всего лишь путь, по которому эволюция направила R. longicauda, когда последняя оказалась предоставлена самой себе. Более того, подобные результаты необычайно распространены и легко предсказуемы с помощью эволюционной теории. Однако трудно понять, кому это может быть выгодно, кроме паука.

Самоотбор

Существует много факторов, влияющих на репродуктивный успех в течение жизни. Особь должна быть приспособлена ко всем аспектам своей абиотической среды – температуре, влажности, количеству осадков, солености, pH (и это лишь краткий перечень), – а также быть в состоянии справляться с проблемами, которые создают другие организмы, будь то добыча, хищники или конкуренты. Каждый из этих факторов влияет на давление разных векторов отбора. В этом и состоит суть естественного отбора – процесса, посредством которого особенности среды обитания организма определяют его относительный вклад в следующее поколение. Все же эти особенности различаются по степени своего влияния, и у видов, размножающихся половым путем, одна из них выделяется на фоне остальных.

Рассмотрим в качестве примера самку зайца-беляка, живущую в горах Кэрнгормс в Шотландии. Среди всех беляков в этой местности она самая крупная и сильная. У нее самый густой зимний мех, который дает ей тепло и защиту в долгие темные месяцы, и она всегда меняет его на более легкий летний в нужное время. Зубы у нее острые и твердые; они стачиваются намного медленнее, чем у ее собратьев, а пищеварительная система самая эффективная, которая только может быть у зайца-беляка. Она обладает необычайно острым зрением и поэтому обычно первой замечает хищных беркутов, но, даже если они на нее нацелятся, ей хватает хладнокровия дождаться, пока птица не бросится вниз, растопырив когти, – тогда зайчиха подпрыгивает на метр в воздух, и беркут пролетает под ней, не причинив ей вреда. Пока хищник продирается сквозь вереск, она торопливо поднимается по склону, зная, что туда за ней не погонятся. Проще говоря, она идеальный представитель своего вида. У нее наилучшие гены. Но если она не найдет себе пару, все это бессмысленно; неважно, как долго она проживет и насколько здоровой останется – без партнера ее генетическое наследие погибнет.

Такие печальные перспективы говорят о том, что доступность партнера, возможно, самый жесткий фактор естественного отбора. Вообще говоря, для нашей зайчихи доступность партнера вряд ли станет фактором, ограничивающим ее репродуктивный успех, но для представителей множества других видов (в особенности самцов) угроза не найти партнершу вполне реальна. Например, у любого самца морского слона вероятность, что ему вообще удастся спариться – хотя бы раз за всю жизнь, – меньше 50 %, так как большие группы самок охраняются агрессивными доминантными самцами, которые монополизируют возможность спаривания. Крупный здоровый самец морского слона, который при этом лишь ненамного уступает по силе самому сильному самцу в его окружении, мог бы с таким же успехом родиться без головы – настолько малы его шансы на воспроизводство.

Для других видов этот фильтр работает не столь однозначно. Вместо альтернативы «спариться / не спариться»^[54] они сталкиваются с давлением отбора, направленного на поиск наилучшего из доступных партнеров, и нередко вынуждены довольствоваться меньшим. Фильтр получается более мягкий, но тем не менее это фильтр: спаривание с менее приспособленной особью все-таки может обречь ваше потомство на неудачу. Поэтому приспособленность особи частично определяется также и ее способностью обнаружить наилучшего партнера (или партнеров) и успешно спариться. Иными словами, животные, выбирая друг друга, в какой-то степени сами берут на себя функции естественного отбора. Биологи рассматривают данный конкретный процесс, при котором репродуктивный успех особи определяется ее выбором партнеров (или доступом к партнерам), отдельно от других форм естественного отбора и называют его половым отбором. Хотя он потенциально может превосходить давление всех других форм отбора, это не самая интересная его особенность; гораздо более примечателен явно контрпродуктивный характер многих из его самых очевидных творений.

Жертвы моды

Начнем с меченосцев, мелких рыбок из рода Xiphophorus, обитающих в Северной и Центральной Америке. Самки у них довольно невзрачны на вид, но у самцов нижняя часть хвостового плавника заметно удлинена и сужается на конце, что придает ей сходство с мечом (отсюда и название). Это выглядит довольно громоздко, но – что, наверное, неудивительно – многие исследования показали, что самки меченосцев (которым, в конце концов, лучше всего судить о таких вещах) предпочитают самцов с самыми длинными мечами^[55].

Тем не менее, если смотреть объективно, самца меченосца можно вполне справедливо назвать неуклюжим и громоздким. Насколько известно, меч на хвосте самца значительно затрудняет ему все действия, кроме привлечения самок. У мексиканского меченосца длина меча может превышать длину всего остального тела, а его площадь составлять больше трети от всей поверхности тела рыбки. Учитывая, что как площадь поверхности тела, так и длина погруженного в воду предмета усиливают сопротивление воды при движении, меч должен быть существенной помехой при плавании. Так оно и есть. Гильермина Алькарас из Национального автономного университета Мексики совместно с коллегами Алехандрой Басоло и Карлой Круэси измерили энергетические затраты самцов меченосцев, связанные с этой помехой, и пришли к выводу, что при обычном плавании у самца с мечом уровень аэробного метаболизма на 19 % выше, чем это было бы без меча^[56]. Более того, помещая рыбок в резервуар с проточной водой и наблюдая, как они справляются с постепенно возрастающей скоростью течения, исследовательницы продемонстрировали, что даже повышенного уровня метаболизма недостаточно для того, чтобы компенсировать помеху в виде столь длинного хвоста. Вместо этого такие рыбки просто медленнее плавают: самцы без мечей могли развивать максимальную скорость почти на 30 % выше, чем обычные самцы. Подобная неэффективность, вероятно, влечет за собой и другие опосредованные последствия. Энергетические ресурсы особи ограничены, поэтому излишние расходы в одной области должны компенсироваться за счет чего-то другого; логично предположить, что самцы меченосцев жертвуют чем-то, например иммунной реакцией, эффективностью пищеварения или любой другой системой организма, чтобы «позволить себе» свое украшение, привлекающее самок (об этом мы поговорим позже). Но это еще не все. Другая группа исследователей под руководством Армандо Эрнандеса-Хименеса из Института экологии в Халапе (Мексика) обнаружила, что наличие меча делает этих рыбок более привлекательными и для хищных цихлид.

Таким образом, самки меченосцев, по-видимому, предпочитают самцов, обладающих признаком, из-за которого те становятся медлительнее, хуже плавают и с большей вероятностью могут быть съеденными. Все это, наверное, кажется вам нелепостью. Мы привыкли к мысли, что выбор партнеров – в тех случаях, когда он имеет место, – связан с оценкой их качества; действительно, этого как будто требует логика естественного отбора. Особи, которые преимущественно обмениваются генами с менее приспособленными партнерами, должны были бы оставлять меньше потомства, чем более разборчивые, что привело бы к исчезновению такого поведения. Однако так бывает не всегда. В столь разных группах, как насекомые, пауки, рыбы, птицы, млекопитающие, амфибии и рептилии, вновь и вновь появляются виды, у которых при выборе партнера для спаривания наибольшее предпочтение отдается особям (обычно, но не всегда, самцам) с самыми нелепыми украшениями.

Так почему же у самок, например меченосцев, развилось предпочтение самцов с такими украшениями, которые в каком-то смысле значительно ухудшают их состояние? На этот вопрос, вероятно, нельзя ответить, не прибегнув к тем или иным обоснованным предположениям, но представляется вероятным, что такое предпочтение отражает уже существовавшую предрасположенность самок к определенным типам сенсорных сигналов. Давайте начнем с наблюдения, что обычный естественный отбор формирует восприимчивость вида в зависимости от того, какие формы сенсорной информации для него самые полезные. Это вполне очевидный факт; например, некоторые хищные птицы (такие, как пустельга) могут видеть ультрафиолетовый свет, и, как выяснилось, следы мочи мелких млекопитающих, бегающих в траве, отражают свет этой части спектра. Точно так же летучие мыши способны слышать звуки на частотах, недоступных для человека, потому что эти частоты полезны для летучих мышей, но не для нас. Меченосцы, в свою очередь, обладают чувствительностью к определенным зрительным, слуховым или обонятельным сигналам, которые помогают им находить пищу и избегать хищников, и самцы меченосцев, по-видимому, обладают как раз такой формой и/или узором, которые самки особенно склонны замечать. Возможно, удлиненный хвост стимулирует чувствительность самки к узорам на боках самцов – этого мы точно не знаем, но, так или иначе, быть более заметным для самки – это очевидное преимущество для самца. При прочих равных условиях самцы, непреднамеренно подающие сигналы, которые самки уже заранее научились воспринимать лучше всего, будут в среднем оставлять больше потомства, чем самцы, не способные этого делать, просто потому, что самки чаще их замечают. Обратите также внимание, что дочери этих самок, появившиеся в результате этого спаривания, тоже унаследуют данное предпочтение, тем самым закрепляя признак. Это вполне правдоподобная теория, но, так ли это, знать наверняка мы не можем. Тем не менее имеются некоторые данные, свидетельствующие о том, что гипотеза сенсорного смещения справедлива в отношении меченосцев.

Красноречивее всего тот факт, что предпочтения самок, по-видимому, развились раньше, чем появился меч; иными словами, мечи им нравились еще до того, как самцы обзавелись ими. Такой вывод может быть сделан на основе нескольких наблюдений. Во-первых, не у всех видов рода Xiphophorus самцы обладают мечами, тем не менее у некоторых видов, самцы которых имеют обычные хвосты, самки все же предпочитают самцов с хирургически наращенными мечами. Существуют две возможные интерпретации данного открытия – это может свидетельствовать о том, что такие предпочтения появились у самок первыми и что только у некоторых видов у самцов в ходе эволюции возник хвост-меч, но возможно также, что и меч, и предпочтение передались от предков, а меч был просто утрачен нынешними короткохвостыми видами в более позднее время. Второе наблюдение делает последнее предположение не столь вероятным. Дело в том, что самки рода Priapella, сестринского по отношению к Xiphophorus, у самцов которого вообще нет мечей, также предпочитают самцов с мечами. Эксперименты с рыбками этого рода проводила Алехандра Басоло (впервые подтвердившая такие предпочтения у меченосцев), которая обнаружила не только то, что самки приапеллы предпочитают самцов с мечевидными отростками на хвосте (на самом деле – самцов собственного вида с искусственно наращенными мечами), но и то, что выраженность их предпочтений прямо пропорциональна длине меча. Это представляется довольно убедительным, но, к сожалению, так и останется недоказуемым; мы просто пока не можем знать наверняка, имелся ли мечевидный отросток у общего предка Priapella и Xiphophorus, впоследствии утраченный у всех видов Priapella и некоторых видов Xiphophorus.

Если предположить, что Басоло права, тот факт, что предпочтение развилось раньше меча, указывает на некое предсуществовавшее состояние, что, в свою очередь, делает гипотезу сенсорного смещения вполне логичным объяснением. Это, впрочем, не единственная идея, выдвигавшаяся для объяснения дорогостоящих украшений самцов.

Одевая голого короля

Сенсорное смещение обеспечивает функциональный механизм для изначального формирования предпочтений самок, но во многих случаях не стоит предполагать, что предпочтения вызваны чем-то помимо чистой случайности. Представьте популяцию птиц, в которой самцы различаются по окраске – но не настолько, чтобы это влияло на их выживание или способность успешно выращивать птенцов, – а самки совершенно равнодушны к их оперению. А теперь представьте, что самая лучшая самка случайно приобретает мутацию, заставляющую ее предпочитать светлое оперение. Это произвольное предпочтение, которое не даст ей никакого преимущества при выборе лучшего партнера. Последствия тем не менее могут оказаться весьма существенными.

Поскольку она сама отличается превосходными качествами, эта самка оставит больше потомства, чем другие, и ее сыновья будут светлее, чем большинство представителей их поколения, так как унаследуют этот признак от своих отцов. Если предположить, что дочери унаследуют предпочтения матери, то самки тоже будут выбирать светлых самцов, и у них репродуктивный успех тоже будет выше среднего (так как они унаследовали от матери и превосходные качества, и предпочтения в отношении самцов). Между тем наиболее успешными окажутся самцы с самой светлой окраской, поскольку именно их выбирали самые приспособленные самки. Таким образом – совершенно произвольно – устанавливается связь между генами, отвечающими за приспособленность, и генами, отвечающими за светлую окраску. С каждым поколением окраска самцов будет становиться все светлее, а предпочтение светлых самцов получит повсеместное распространение среди самок.

Обратите внимание на то, что такое предпочтение, хотя поначалу и не имеющее особого смысла, быстро перестанет быть таковым; светлыми все чаще будут оказываться самцы, рожденные от наиболее приспособленных матерей, поэтому средняя приспособленность светлых самцов станет выше по сравнению с темными. Как только это произойдет, предпочтение самками самцов со светлой окраской начнет приносить пользу, и биолог, который будет изучать популяцию через несколько сотен поколений, заметит это и сделает вывод, что такое предпочтение имеет биологический смысл (если, конечно, среди самцов сохранится изменчивость окраски, чтобы самкам было из чего выбирать). История на этом вовсе не заканчивается. Представьте, что с течением времени самцы становятся всё светлее и светлее, пока дело не доходит до того, что самые светлые из них начинают больше бросаться в глаза хищникам, чем более темные. Теперь светлая окраска уже не обязательно является показателем приспособленности, поскольку самые темные самцы живут дольше, а значит, их репродуктивный потенциал выше. Но это всего лишь потенциал, который так и останется нереализованным, потому что они никогда не привлекут партнершу для спаривания. Предпочтение уже закрепилось, и вид обременен признаком, который начинает приносить проблемы.

Вышеприведенный пример – вымышленный, но экспериментальные исследования продемонстрировали, что подобное явление существует в природе. Гуппи (Poecilia reticulata) – это мелкие рыбки, самцы которых ярко окрашены и обладают крупными плавниками; и то и другое привлекает самок. Но сложилось так, что привлекательность самцов отрицательно коррелирует с их выживаемостью, то есть самые привлекательные самцы умирают раньше других и у них меньше всего шансов произвести на свет сыновей, которые доживут до зрелости. Этот явный недостаток не имеет никакого значения: наиболее ярко окрашенные самцы оставляют больше всего потомства. Несмотря на то что меньше их отпрысков достигает зрелости, чем у более невзрачных собратьев, их выжившие сыновья будут иметь непропорционально большой успех в спаривании, ведь привлекательность так же наследуется, как и низкая вероятность выживания. Давайте уточним: самок гуппи привлекают самцы, которые хуже выживают, но привлекает их красота (отсюда и появление у них красивого потомства мужского пола). Неудивительно, что этот частный случай полового отбора часто называют гипотезой «привлекательных сыновей».

Овца в овечьей шкуре

Не все теории объясняют появление украшений у самцов произвольно сложившимися у самок предпочтениями. Другой комплекс идей основан на концепции «честного сигнала», когда украшение самца, которое само по себе может быть нейтральным (или даже вредным) с точки зрения его выживания, тем не менее передает правдивую информацию о каких-либо специфических качествах его обладателя. Существует несколько механизмов, позволяющих поддерживать эту вынужденную честность, и один из наиболее реальных обеспечивают наши старые друзья – паразиты.

Речь идет о механизмах полового отбора, определяемых паразитами, и в этом случае нет лучшего примера, чем причудливое токование самца шалфейного тетерева. Эти птицы обитают в открытых, поросших кустарниками местах центральной и западной части США. Большую часть года они ведут неприметный образ жизни, кормясь и прячась в зарослях шалфея. Но когда наступает пора спаривания, самцы забывают о сдержанности и собираются на общей площадке, которая называется токовищем, где важно расхаживают, демонстрируя свой «товар» столпившимся вокруг самкам. Об этом «товаре» следует рассказать подробнее, потому что с первого взгляда сложно понять его значение. Прежде всего это наряд, который включает большой пушистый воротник из белых перьев, охватывающий голову птицы и спускающийся на грудь, словно горностаевый воротник монарха Георгианской эпохи. Голова тетерева практически утопает в нем, так что видны только желтые надбровные дуги. Эти атрибуты голливудского гламура уравновешиваются аскетическим венцом из шипов, обрамляющих силуэт тела, – его образуют полтора десятка хвостовых перьев, раскрытых веером и поднятых за спиной. Но самая примечательная черта – это пара огромных желтых шаров, выступающих из-под этого пушистого воротника, словно легкие вырвались из грудной клетки и начали надуваться, выпирая сквозь кожу. Это, конечно, не легкие, а воздушные мешки, они действительно надуваются воздухом и на человеческий взгляд выглядят довольно необычно.

И не только на человеческий. Как и следовало ожидать, тетерок это необычайное зрелище весьма впечатляет, но, подобно судьям на выставке собак, они требуют, чтобы у конкурсантов присутствовали определенные признаки, иначе они останутся недовольны. Один из этих признаков – цвет воздушных мешков, который должен быть чистым, без вкраплений, и именно здесь на сцену выходят паразиты. Оказывается, что при заражении вшами на мешках появляются небольшие кровоподтеки, и, как показали эксперименты, это однозначно отпугивает самок. Конечно, вши – не единственная проблема. Посещение токовища для самцов – дело энергозатратное, к тому же они рискуют привлечь внимание хищников, например беркутов и мексиканских соколов. На самцов, зараженных Plasmodium pediocetii – возбудителем птичьей малярии, который среди прочих симптомов вызывает сильную вялость, – хищники нападают чаще, поэтому такие самцы реже бывают на токовищах. А на тех, кто там не появляется, естественно, не обращают внимания самки.

Таким образом, вши и P. pediocetii^[57] дают тетеркам некоторую объективную информацию, на которой можно основывать выбор партнера для спаривания. Если они будут игнорировать самцов, которые не присутствуют на токовище, а также тех, у кого пятна на зобных мешках, то с большей вероятностью выберут самцов в наилучшей физической форме, а стало быть, с наилучшими генами, отвечающими за иммунитет. Обратите внимание, что выбор самки обусловлен обычным естественным отбором; самки, избегающие зараженных самцов, выращивают потомство, у которого лучше иммунитет, а следовательно, выше вероятность выживания. Репродуктивный успех самцов же, напротив, определяется половым отбором – через выбор самки.

Тот факт, что хорошее здоровье невозможно подделать, характеризует токование самцов как «честный» сигнал, и это плохие новости для менее приспособленных особей, потому что между успехом и неудачей огромная разница. Специалист в области популяционной биологии Марк Бойс однажды наблюдал, как один самец за полтора часа спарился с 23 самками, а половине самцов на токовище, как правило, не удается привлечь ни одной самки за весь сезон. Столь существенное различие в показателях репродуктивного успеха определяет сильное давление отбора в пользу привлекательности среди самцов. Однако в данном случае привлекательность в значительной степени связана с перспективами выживания, так что у самцов нет явного повода жертвовать этими перспективами, чтобы повысить свою привлекательность. Как я уже говорил, токование может быть рискованным занятием, но мешки, по крайней мере, можно сдуть, когда они перестанут быть нужны, а белый воротник аккуратно сложить вокруг шеи; ни то ни другое не обременяет тетерева лишней тяжестью и не создает каких-либо иных проблем в повседневной жизни, когда он не токует. Сравните это с ситуацией, с которой сталкиваются самцы меченосцев, потенциальные партнерши которых выбирают их по совершенно произвольному, на наш взгляд, критерию, причем сам признак – если они хотят угодить вкусам самок – затрудняет им плавание (что может иметь серьезные последствия для рыбы). В общем, быть самцом тетерева, видимо, лучше, чем самцом меченосца.

Наверное, так оно и есть, но этого нельзя утверждать в отношении всех видов, у которых предпочтения самок, по всей видимости, связаны с честным информированием о состоянии здоровья самца. Настало время познакомиться с процессом, который называется «фишеровское убегание»^[58].

Выстрел в ногу

Самка, которая оценивает потенциальных партнеров по внешним признакам здоровья (таким, как мешки без пятен у шалфейного тетерева), делает не столь произвольный выбор, как та, которая предпочитает признаки, не связанные ни с какой полезной информацией (например, хвост меченосца), хотя самка использует косвенное^[59], а не реальное свидетельство приспособленности – ведь она же не буквально пересчитывает вшей и не проверяет кровь на наличие плазмодия. Из этого вытекают определенные последствия. Чтобы их проиллюстрировать, обратимся к другому биологическому виду и перенесемся в джунгли Малайзии, где самцы стебельчатоглазых мух (Teleopsis dalmanni) соперничают за внимание самок. Если вы не знакомы с этими мухами, то представьте себе обычную комнатную муху, но меньшего размера – при этом глаза у нее размещаются на концах длинных стебельков, которые торчат в стороны перпендикулярно голове, так что сверху насекомое напоминает букву Т. Глаза на стебельках есть у представителей обоих полов^[60], но у самцов этот признак гораздо ярче выражен, а значит, здесь задействован половой отбор.

Как и шалфейные тетерева, эти мухи собираются в местах, где происходят их брачные ритуалы (обычно на тонких корнях прибрежных растений, свисающих над ручьями), то есть самки могут оценивать претендентов просто путем прямого сравнения. Читатель уже не удивится, узнав, что согласно результатам множества экспериментов самки предпочитают самцов с бо́льшим расстоянием между глазами – вплоть до того, что, когда им показывали искусственных самцов с расстоянием между глазами больше, чем встречается в природе, самки собирались вокруг этих воображаемых партнеров. Кроме того, похоже, что, как и у тетеревов, украшения самца достоверно свидетельствуют о его приспособленности. Например, по-видимому, существует корреляция между длиной стебельков у самца и состоянием его организма в целом. Сэмюел Коттон и его коллеги из Университетского колледжа Лондона изменяли количество корма, которое давали личинкам мух, и измеряли, как это влияло на размах глазных стебельков и другие признаки взрослых насекомых; расстояние между глазами было гораздо лучшим показателем стресса, обусловленного воздействием окружающей среды, чем длина тела.

Пока все логично: самки делают обоснованный выбор. Проблема (для самцов) возникает потому, что самки не выбирают непосредственно на основании полезного признака (т. е. здоровья), а опираются на другую характеристику, которая просто коррелирует с этим признаком. Почему это важно? Потому, что здоровье – если измерять его через некий показатель состояния организма, например степень зараженности паразитами, – обычно имеет некий потолок, выше которого дальнейшее улучшение невозможно; если у вас совсем нет паразитов, вы не сможете и дальше снижать их количество. Однако увеличивать длину глазных стебельков можно и дальше.

Так что же происходит, когда у самки в ходе эволюции развивается предпочтение самцов с самыми длинными глазными стебельками? Разумеется, начинает действовать естественный отбор на самцов, благоприятствующий увеличению длины стебельков. Самцы с самыми длинными стебельками будут давать больше всего потомства, и среднее расстояние между глазами у последующего поколения окажется чуть больше, чем у предыдущего (потому что у самцов с длинными стебельками будет больше потомства, чем у самцов с короткими). Но теперь этого признака будет недостаточно, так как почти у всех самцов стебельки станут длинными, и та длина, которая несколько поколений назад была выдающейся, теперь может оказаться ниже средней. Самки будут придерживаться прежних предпочтений, и только самцы с самыми длинными стебельками в этой когорте будут иметь высокий репродуктивный успех. Так будет продолжаться и дальше, но никак не будет связано с получением новой полезной для самки информации. Это и есть фишеровское убегание: процесс может быть запущен независимо от конкретного механизма (например, сенсорного смещения, «привлекательных сыновей» и т. д.), изначально запустившего процесс полового отбора как такового.

В конце концов выраженность признака может достигнуть предела. Самцы, обремененные столь громоздкими украшениями, что они не в состоянии кормиться или спасаться от хищников, не будут доживать до стадии размножения, поэтому, пусть даже самки предпочитают еще более длинные стебельки, у них не окажется подобного выбора. Предел этот будет варьироваться у разных видов, так как зависит от других требований, накладываемых окружающей средой, но он может быть достаточно высоким, что может привести к явным нелепостям (и значительным неудобствам). И все же самки по-прежнему будут стремиться спариваться с самцами, наиболее близкими к порогу, за пределами которого может случиться катастрофа, потому что они происходят от самок, которые сделали подобный же выбор, обусловленный генетически. В результате появляются такие виды, как T. dalmanni, у самцов которого размах глазных стебельков иногда превышает длину всего тела. Тот факт, что качество питания на стадии личинки определяет длину стебельков взрослого насекомого (см. выше), служит достаточным свидетельством того, что развитие гипертрофированных глазных стебельков требует больших затрат, но, как известно, самцы несут и другие расходы. Например, наблюдения за полетом мух показали, что глазные стебельки создают механические помехи, ограничивающие маневренность, которые приходится компенсировать увеличением крыльев и изменением паттернов их работы. Выбор самок вредит самцам, но соскочить с этой вечной карусели невозможно; самцы обречены существовать в режиме хрупкого равновесия, балансируя на тонкой грани между тем, чтобы оказаться непривлекательным, но живым, или привлекательным, но мертвым.

Эволюционисты, читая предыдущие абзацы, могут не согласиться с моей мыслью, что механизм фишеровского убегания ухудшает положение самцов T. dalmanni. Они могли бы привести следующий аргумент: приспособленность в эволюционном смысле определяется как фактический или потенциальный репродуктивный успех на протяжении всей жизни; у самцов с самыми длинными глазными стебельками репродуктивный успех максимальный, поэтому они наиболее приспособлены; у самцов, чьи глазные стебельки короче, приспособленность меньше, потому что у них меньше возможности спариваться и соответственно меньше потомства. Рассуждая таким образом, нелогично утверждать, что самцам с длинными стебельками приходится «хуже», чем самцам с короткими; это явно не так.

Я не отрицаю этой логики, как не отрицаю и того, что самки, выбирая самцов с самыми длинными стебельками, совершают наивыгоднейшую из доступных сделок. Самки безусловно выбирают лучших самцов, а самцу безусловно лучше иметь более длинные стебельки, чем у его конкурентов. Но здесь мы говорим лишь об относительной приспособленности; самцы с максимальным размахом глазных стебельков более приспособлены, чем другие окружающие их самцы. Представьте, однако, что мы хирургическим путем укоротили стебельки каждому самцу в популяции на три миллиметра (или методом генной инженерии сделали так, чтобы они стали на три миллиметра короче). Относительное положение каждого самца в иерархии не изменится, так как самки будут использовать то же самое правило (выбирать самца с самыми длинными стебельками) и в итоге выберут все тех же самцов. Лишившись большей части своих стебельков, эти самцы не потеряют ни капли своей приспособленности – суть в том, что они также станут тратить меньше энергии на полет и успешнее избегать хищников.

Этот довод можно усилить, сравнив данный процесс с тем, с которым мы уже познакомились. В главе 1 я рассматривал эволюционную гонку вооружений у гепардов и газелей, которая заставляет этих животных бегать все быстрее, и отметил, что миллион лет назад среднестатистический гепард был медлительнее современного; с тех пор произошло усовершенствование (по крайней мере, по этому признаку). Напротив, если бы мы сели в машину времени и перенеслись в доисторический лес в Малайзии, чтобы найти там T. dalmanni, мы увидели бы, что средняя длина стебельков глаз у самцов меньше, а если бы мы наблюдали за ними достаточно долго, то, скорее всего, обнаружили бы, что с выживанием самцы справляются лучше; с тех пор положение мух ухудшилось. Миллион лет назад самец с максимальным расстоянием между глазами был столь же привлекателен для самок своего поколения, как и современный самец с максимальным размахом глазных стебельков для современных самок, но этот самец-предок обладал большей приспособленностью, потому что не тратил столько энергии на отращивание стебельков или компенсацию сопротивления воздуха, которое стебельки вызывают в полете. Именно такое сравнение нужно провести – между самым приспособленным самцом, жившим миллион лет назад, и самым приспособленным самцом в наши дни. Короче говоря, со временем в какой-то степени положение вида ухудшилось, и это эволюционный результат естественного отбора.

Система сдержек и противовесов

В предыдущих разделах дается объяснение того, как могут появиться подобные украшения, несмотря на их явные негативные последствия как для вида, так и для отдельной особи, но все еще остается вопрос общего характера: почему это происходит лишь в некоторых местах у некоторых видов, а у других нет?

К счастью, когда речь заходит о распространенности подобных украшений в мире природы, можно выявить некоторые закономерности, и, как это обычно бывает в эволюционной биологии, следует начать с рассмотрения различий в интенсивности отбора.

Для того чтобы украшения вообще развились как таковые, необходимо, чтобы привлекательность была выгодна для самцов и, как мы уже говорили, чтобы эта выгода в некоторой (различной) степени уравновешивалась издержками, накладывающими ограничения на развитие украшений. Поэтому, как и следует ожидать, украшения появляются тогда, когда привлекательность особенно хорошо вознаграждается, повышая репродуктивный успех, и когда сопутствующие издержки приспособленности особенно низки, – и именно такую картину мы обнаруживаем. Украшения чаще всего встречаются у полигинных^[61] видов, у которых самые привлекательные самцы монополизируют возможность спаривания, так что многие – зачастую большинство – остаются вообще без потомства. В подобных ситуациях давление отбора в пользу привлекательности чрезвычайно высоко, поскольку максимальная выраженность данного признака приносит непомерно большое вознаграждение, а низкая приводит к эволюционному тупику^[62].

Это лишь половина уравнения; другая половина – низкая репродуктивная цена украшений, чего можно достигнуть несколькими способами, и один из них – низкий вклад ресурсов в потомство, когда самец, как правило, вкладывает только половые клетки и ничего больше. Если ему не нужно тратить время и энергию на выращивание потомства, он может позволить себе больше ресурсов вложить в яркое и/или громоздкое оперение. Это краткое описание удачно характеризует шалфейного тетерева и стебельчатоглазых мух; под него также подходят павлины, самцы которых отличаются, наверное, самым причудливым убранством и не вносят в следующее поколение никакого вклада, кроме чисто генетического.

Все это, конечно, было бы невозможно без противоположного действия отбора на самок. При полигинной системе вклад самок особенно высок при каждой попытке продолжения рода: они отдают все время и энергию, чтобы вырастить потомство до обретения им самостоятельности, а также вкладывают все ресурсы в производство яиц. Если вы платите столь высокую цену, значит, хотите получить самый лучший товар из имеющихся в наличии, поэтому самки в процессе эволюции становятся разборчивыми.

На другом конце спектра находятся чисто моногамные виды, у которых ситуация выглядит иначе. Здесь цена мужской непривлекательности достаточно низкая, потому что отсутствие монополии означает, что даже не самые привлекательные самцы могут рассчитывать найти себе партнершу, пусть и столь же непривлекательную. Для самок выбор остается важным, но, если только они сами не образец совершенства, у них нет возможности претендовать на лучшего самца, так как он уже образовал пару с другой самкой и больше недоступен^[63]. В результате такого выравнивания игрового поля давление отбора, приводящего к развитию украшений ради повышения привлекательности, не может особенно вырасти – ведь вознаграждение не предусмотрено. Более того, у моногамных видов самцы часто вносят значительный вклад в выращивание потомства; на самом деле относительная трудность выращивания потомства и есть одна из причин, почему моногамные виды вообще моногамны – самки просто не справляются с этой задачей в одиночку. Усилия, вкладываемые в родительскую заботу, оставляют самцам меньше энергии на дорогостоящие демонстрации (а также увеличивают репродуктивные потери из-за снижения выживаемости, связанного с особо обременительными украшениями). Вспомните камышовок^[64], голубей и врановых (среди многих других), у которых представители обоих полов распределяют родительские обязанности примерно поровну и обычно выглядят одинаково. Многие другие виды занимают промежуточное положение с умеренными различиями во внешнем виде между полами, указывающими на то, что давление отбора в пользу украшений и против них в определенной степени уравновесилось.

Следует также признать роль случайности. У стебельчатоглазых мух и шалфейных тетеревов предпочтения самок связаны с показателями привлекательности самцов, но речь идет о разных показателях. Самки мух неосознанно «понимают», что у самцов с самыми длинными глазными стебельками здоровье крепче, чем у других, и аналогичным образом тетерки «знают», что активные самцы с чистыми, без пятен мешками здоровее, чем те, у которых есть пятна. Оба эти признака достоверно связаны с приспособленностью, но оба они произвольны в том отношении, что самки могли бы с тем же успехом выбрать любой другой признак. Тем не менее выбор признака важен, поскольку от этого зависит, насколько сильно данное украшение может быть гипертрофировано в будущем. У индюков на лбу имеется мясистая сережка, которая вытягивается и нависает над клювом, когда они пытаются произвести впечатление на самок. Можно предположить, что существует верхний предел длины сережки, после которого она уже не сможет полностью втягиваться и будет мешать питанию. Данный предел, по-видимому, достаточно постоянен, но в случае с длинными перьями надхвостья самца фазана, возможно, дело обстоит иначе. Перья – гораздо более легкое украшение, и, кроме того, при необходимости их можно сбросить – когда лисица вцепляется в «хвост» фазана, ей обычно достается горсть перьев. Таким образом, случайный выбор признака задает неслучайные ограничения на излишества.

О плавунчиках и морских иглах

Рассматривая ситуацию с точки зрения затрат и выгод, мы можем строить предположения о том, что происходит в необычных случаях. Например, существуют виды – хотя их немного, – у которых самки обладают украшениями, а самцы нет. Плавунчики – три вида морских птиц, имеющие интересную привычку плавать небольшими кругами, вызывая водовороты, которые поднимают вверх органику из донного ила. Хотя оперение у представителей обоих полов каждого вида имеет похожий цвет и основной узор, самки ярче, с более крупными пятнами основного темного цвета. Следовательно, можно сделать вывод, что отбор по признаку привлекательности был более интенсивным у самок, чем у самцов. Как мы убедились, такое давление отбора возникает, когда одни особи значительно успешнее в размножении, чем другие, – некоторые из них приобретают непропорционально высокую приспособленность, производя каждый сезон огромное количество потомства, в то время как другим вообще не удается спариться.

Как правило, таким преимуществом обладают самцы. Возьмем наш собственный вид: женский репродуктивный успех сталкивается с жестким ограничением, накладываемым девятимесячной беременностью (и еще более длительным грудным вскармливанием – по крайней мере, так было до исторически недавнего времени). Матери, родившие более пятнадцати детей, встречаются исключительно редко, тогда как мужчина теоретически может зачать сотни детей за год. В некоторых обществах, существовавших в какие-то исторические периоды, теоретическая возможность, несомненно, осуществлялась на практике для немногих избранных мужчин (вспомним Чингисхана), предположительно оставлявших после себя толпы недовольных, лишенных секса холостяков.

Однако у плавунчиков это неравенство смещено в противоположную сторону. Самки полностью перекладывают обязанности по высиживанию и выращиванию птенцов на самцов, высвобождая время на спаривание с другими самцами, на которых они могут повесить следующие выводки (до десяти на самку в каждый сезон размножения). У них как раз самцы ограничены в количестве потомства, которое они могут произвести – обычно три-четыре птенца в год, – а самки практикуют полиандрию^[65] и получают выгоду от череды спариваний. Поскольку каждый самец вносит больший вклад, чем его партнерша, ему выгодно проявлять разборчивость при выборе самки, птенцов которой он будет выращивать; у него появляется лишь несколько птенцов в год, поэтому ему нужно быть уверенным в их жизнеспособности. Поскольку самки подвергаются сильному давлению отбора, это заставляет их демонстрировать свои достоинства путем повышения привлекательности, например за счет яркого оперения, что может привести к смене (инверсии) половых ролей^[66].

Похожее поведение наблюдается у родственницы плавунчика, яканы, а также у группы рыб, которые называются морскими иглами. Морские иглы напоминают морского конька, которого удлинили и выпрямили; они действительно близкие родственники морских коньков и обладают общей с ними особенностью – и у тех и у других есть виды, где о потомстве заботятся самцы. После брачных ритуалов самка откладывает икру в выводковую сумку на брюшке самца (а у тех видов, у которых нет сумки, просто приклеивает к его коже), он оплодотворяет икру и затем присматривает за ней. Хотя у некоторых морских коньков в этом семействе самые развитые выводковые сумки, вклад самок в потомство, по-видимому, перевешивает вклад самцов, поэтому самцов обычно выбирают самки, и нормой у этих рыб является моногамия (в определенной степени). Но у нескольких видов морских игл вклад самцов в репродуктивный процесс выше, вероятно, потому, что самки откладывают икринки со сравнительно небольшим запасом ресурсов, и/или потому, что выводковые сумки у самцов морских игл меньше, что ограничивает их плодовитость. Поэтому у них привередливостью отличается мужской пол, что направляет эволюцию по пути развития украшений у самок, наделяя их яркой окраской, узорами из полос и нарядными плавниками.

Веселый танец

Эта глава начиналась с истории о том, как самка мухи-толкунчика запуталась в паутине; давайте снова к ней вернемся. К настоящему моменту читатель уже сможет сделать вполне обоснованные предположения о репродуктивной стратегии рассматриваемого вида толкунчиков и представить переплетение различных факторов отбора, действующих на особей каждого пола. Во-первых, наличие украшений у самок несомненно указывает на то, что выбор партнера осуществляют самцы. Во-вторых, эти украшения не обязательно служат абсолютно честным сигналом, отражающим приспособленность их носительницы. Действительно, такие признаки, как размер щетинок на ногах и способность раздувать брюшко, хоть и коррелируют с общим состоянием организма самки, но при этом могут преувеличивать ее размеры; самцы, выбирающие самок, которые кажутся самыми крупными, получают не то, на что рассчитывали. У этих мух, по-видимому, доминирует принцип «привлекательных дочерей», когда самцы отдают предпочтение самкам просто потому, что они кажутся им привлекательнее.

Что касается самцов, они, возможно, сами непреднамеренно подогревают собственную доверчивость. Здесь я пускаюсь в домыслы, но есть немалые основания полагать, что самцы целенаправленно выбирают самый большой свадебный подарок, который они в состоянии поймать и донести. Это допустимое предположение, поскольку самки мух-толкунчиков (как и самки многих других видов) могут спариваться с несколькими самцами подряд за короткий промежуток времени, поэтому ни одному из этих самцов не гарантировано отцовство (или даже возможность быть выбранным). Любой самец, который сможет изменить ситуацию в свою пользу (например, за счет большего числа сперматозоидов, или их более высокой подвижности, или прибегая к различным макиавеллиевским приемам – более подробно об этом будет рассказано в главе 7), оставит больше потомства, следовательно, естественный отбор благоприятствует именно таким самцам. В случае с толкунчиками лучший способ гарантировать отцовство – это предложить самый щедрый подарок. Спаривание происходит, пока самка ест, поэтому чем больше принесенная самцом порция еды, тем дольше он сможет передавать свои половые клетки, получив в результате чисто количественное преимущество. Кроме того, если подарок достаточного размера и качества, самка с большей вероятностью насытится и не станет искать возможность спариться с другими.

Все это, конечно, замечательно, но чем больше самки зависят от пищи, которую приносит самец, тем больше ресурсов они могут направлять на развитие дорогостоящих украшений в целях обмана. Самцы буквально платят самкам за то, чтобы те их перехитрили. Но прежде чем вы возмутитесь такой несправедливостью, вспомните, что именно эти украшения мешают самкам выбраться из паутины, коварно развешанной как раз поблизости от тех мест, где мухи собираются для спаривания. Они, как и самцы, стали жертвами естественного – в данном случае полового – отбора. Трудно избежать вывода, что самки и самцы толкунчиков оказались в порочном круге притворства самки и чрезмерной избирательности самца, в котором никто не получает желаемого, а выигрывают только пауки.

В следующей главе мы отвлечемся от внутривидового и межвидового соперничества и перейдем к одному из неизбежных фактов жизни – старению. Мы постараемся ответить на вопрос, почему оно в принципе неизбежно. Как мы увидим, ответ кроется в совсем ином типе соперничества – между особью и ее генами. Кто в нем побеждает, сомневаться не приходится.

5 Беззубая старость

При случае спросите какого-нибудь австралийца о падающих медведях (Thylarctos plummetus). Вы увидите, как его брови нахмурятся, лицо посуровеет, глаза помрачнеют: падающие медведи – это не шутка. Близкие родственники коал, они имеют с этим видом много общего, включая преимущественно древесный образ жизни и сходный ареал на востоке Австралии, но они заметно крупнее, с более рыжим мехом. Есть и три других важных отличия. Во-первых, в то время как коалы питаются главным образом листьями, падающие медведи исключительно плотоядны. Нападения на людей случаются редко, но, хотя смертельных случаев пока не зафиксировано, возможны серьезные травмы, не в последнюю очередь потому, что метод охоты этого животного – как указывает его название – бросаться на добычу с дерева, и удар может вызвать сотрясение мозга, шок и даже повреждение позвоночника. Чаще всего нападают на ничего не подозревающих иностранных туристов, и эта любопытная статистика, как предполагается, отражает общие различия в питании между австралийцами и приезжими: первые потребляют много богатой солью дрожжевой пасты Vegemite, которая придает им специфический запах, отпугивающий хищников.

Во-вторых – и я думаю, вы уже это поняли, – падающих медведей не существует. Неясно, с каких пор бытует этот образчик австралийского фольклора, возможно, ему не одна сотня лет, пусть даже в наше время он и служит в основном для того, чтобы пугать туристов. Есть предположение, что это сохранившиеся в фольклоре отголоски древней памяти предков о еще более крупном (и вполне реальном) хищнике Thylacoleo carnifex, известном также под названием «сумчатый лев». T. carnifex давно вымер, хотя и не настолько давно, чтобы не пересечься во времени – на более чем десять тысячелетий – с первыми людьми, появившимися на территории Австралии. Строение тела этого стокилограммового хищника позволяет предположить, что он легко мог лазить по деревьям, а мускулатура его челюстей свидетельствует о том, что он без проблем убивал самых крупных млекопитающих своего времени, включая человека.

Однако более вероятно, что рассказы о падающих медведях появились уже после европейской колонизации – основой им послужил забавно утрированный рассказ о падении с дерева коалы, который, по-видимому, приземлился на какого-то человека или рядом с ним. Коалы действительно падают с деревьев, но вот вам и третье различие: падающие медведи делают это специально, а коалы только случайно. При этом они раскидывают лапы, чтобы максимально увеличить площадь тела при ударе о землю, и часто остаются невредимыми, даже упав с высоты 20–30 м. У коал случаются переломы, но они, по-видимому, удивительно хорошо срастаются. По этой причине – и потому, что они вообще хорошо умеют держаться за ветки, – падение с деревьев далеко не главная причина смертности среди коал; сомнительное первенство в этом принадлежит ДТП и хламидиозу, но те счастливчики, которым удается избежать этих бед, как и падений с дерева, все-таки не доживут до старости. Они умрут от голода из-за потери зубов. Приходится сделать вывод, что коалы каким-то образом эволюционировали так, чтобы терять зубы до того, как они перестанут в них нуждаться. Но в этом нет никакого смысла.

Время истекло

Коалы довольно привередливые едоки. Обитая в самых разных лесах на востоке Австралии, они тем не менее предпочитают жесткие и не особо питательные листья деревьев рода Eucalyptus. Их нужно долго и тщательно жевать, чтобы желудок смог извлечь из них что-то питательное. К счастью, зубы коалы отлично подходят для этой задачи, но, к сожалению, они в конечном итоге снашиваются и на новый комплект не замещаются. Особи со стертыми зубами могут отчасти компенсировать это, съедая больше пищи и тратя больше времени на пережевывание, но у обоих решений есть свои ограничения, и такие коалы, по сути, живут в долг. Если вскрыть желудок умершего от голода коалы, там окажется большой комок из кусочков листьев, слишком крупных, чтобы их переварить. Еда повсюду, а есть нечего.

Похожая проблема с износом зубов и голодной смертью есть и у слонов, хотя эти самые крупные сухопутные животные на первый взгляд счастливее коал. Как и у большинства млекопитающих, у коал за всю жизнь зубы меняются лишь один раз (да и то не все)^[67], тогда как у слонов сменяются шесть наборов зубов^[68]. Не считая бивней, у слона одновременно есть лишь четыре зуба, по одному с каждой стороны каждой челюсти, и по мере того, как зуб стирается от постоянного пережевывания, позади вырастает новый. На первый взгляд слоны имеют преимущество перед коалами, но на самом деле вовсе не очевидно, какое из этих двух столь разных животных находится в менее выгодном положении (чтобы определить это, нам понадобится выяснить, сколько проживут те и другие при нереалистичном сценарии, когда зубы вообще не снашиваются). Это всего лишь размышления, ясно одно – конкретному слону или коале было бы лучше, если бы стертые зубы заменялись по мере необходимости, а не ограниченное число раз. Но такого не бывает.

Это кажется странным. Тот факт, что другой тип твердой ткани (костной) обладает способностью восстанавливаться, причем у всех животных, говорит о том, что организм в принципе может восстанавливать твердые ткани и что это эволюционно выгодно (а следовательно, выживание отдельной особи полезно). Так почему зубам не уделялось со стороны природы столько же заботы и внимания, как костям? Или хотя бы почему они не такие прочные? Острые края резцов бобра укреплены железосодержащими соединениями^[69], так что по крайней мере технически возможно, что и у другого вида могла появиться подобная адаптация. Однако, по всей видимости, что-то не дает этому осуществиться, и здесь есть лишь две возможности. Одна состоит в том, что необходимые мутации просто не появились ни у кого, кроме бобров, но стоит им появиться, и они закрепятся. Вторая – что увеличение приспособленности, получаемое за счет укрепления зубов, было бы пренебрежимо мало и что в конечном итоге естественный отбор на самом деле поощряет медленную смерть от голода у коал, слонов и многих других животных. Может ли это быть правдой?

Удешевление смерти

Мы говорим здесь конкретно о зубах, но точно так же могли бы обсуждать любой аспект физиологии, который с возрастом ухудшается, – иными словами, мы говорим о старении. Все животные стареют – мы знаем это и принимаем как неизбежный факт жизни (с той или иной степенью хладнокровия), но на самом деле нам стоило бы поинтересоваться, почему это происходит, ведь, если подумать, это вовсе не очевидно. Зачем, в конце концов, естественный отбор допускает смерть с таким трудом отвоеванного тела – тела, которое пережило хищников, конкуренцию и всевозможные иные трудности, которое доказало свою ценность как репродуктивный сосуд, проделало все, чего от него требовали его генетические инструкции, – и вот так бросить его гнить? Старение кажется нам естественным лишь потому, что хорошо нам знакомо; для тех, кто изучает эволюционную биологию, это вопрос, требующий убедительного ответа.

Ответ на него можно дать, рассматривая процессы на многих системных уровнях, начиная непосредственно с клетки и продвигаясь вверх по лестнице сложности, но здесь мы сосредоточимся на итоговом вопросе, почему старение логично с эволюционной точки зрения, вместо того чтобы разбирать, какие процессы при этом происходят в организме. Хорошей отправной точкой нам может послужить идея британского биолога Питера Медавара о том, что «сила естественного отбора ослабевает с возрастом», которую он высказал в работе 1952 г. Мы уже убедились, что давление естественного отбора неодинаково и что оно может различаться у разных видов (например, давление отбора, способствующего увеличению скорости бега, сильнее у газелей, чем у гепардов) и у разных полов одного и того же вида (так, давление отбора на размер раздуваемых мешков у самцов шалфейного тетерева не действует на самок); теперь нужно уточнить, что давление отбора может варьировать по силе на протяжении жизни особи.

У вас, что вполне закономерно, могут появиться два вопроса: во-первых, почему сила естественного отбора с возрастом ослабевает? И во-вторых, почему это может способствовать эволюции старения^[70]. Рассмотрим эти вопросы по порядку. В первой главе мы отмечали, что чем выше цена приспособленности при любом сценарии (например, если невозможно найти пищу или брачного партнера), тем сильнее давление отбора, направленного на то, чтобы этого сценария избежать; давайте также вспомним, что самая большая цена, которую может заплатить особь, – это неспособность к размножению вообще. Если особь погибает еще до первого акта воспроизводства, она теряет все; как в случае с зайчихой, приведенном в главе 4: если нет размножения, то нет и приспособленности^[71]. Таким образом, существует верхний предел цены – отсутствие потомства, которое у вас могло бы быть.

Есть также и нижний предел цены приспособленности – произвести на свет все потомство, которое вообще возможно. Смерть после этого не имеет никакого значения (если только вы не должны об этом потомстве заботиться, о чем подробнее мы поговорим в следующей главе). Это может показаться противоречием – в конце концов, я лишь описываю в общих чертах то, что могло бы произойти при отсутствии старения (так как нам хотелось бы знать, откуда оно взялось), но если старения нет, то жизнь будет длиться вечно и репродуктивный потенциал окажется бесконечным, не так ли? Оказывается, не так. Отсутствие старения не означает бессмертия по той простой причине, что никуда не денется ежедневный риск быть съеденным, заразиться инфекционными заболеваниями или иным образом потерять репродуктивный потенциал. В популяции даже нестареющего вида всегда будет много молодых особей и мало старых, а значит, среднее количество потомства на одну особь не бесконечно. Таким образом, ожидаемый репродуктивный успех в течение жизни фактически ограничен, независимо от того, есть старение или его нет.

Установив эти пределы, мы теперь можем разобраться, как все работает. После того как особь произвела на свет какое-то количество потомства, у нее на счету, так сказать, появился кое-какой выигрыш в приспособленности. Если она после этого умрет, то потеряет всю потенциальную приспособленность в будущем, но эта потеря будет меньше, чем цена ее гибели до начала размножения. Давайте представим, что особь прожила чуть дольше и успела дать больше потомства перед смертью; в этом случае ее приспособленность еще выше, и – поскольку теперь она ближе к своему потенциальному максимуму приспособленности – со смертью она теряет еще меньше потенциальной приспособленности в будущем. Проще говоря, чем больше потомства произвела на свет данная особь, тем меньше потенциального потомства она лишится, если умрет. Цена смерти – а значит, и давление отбора, направленное на то, чтобы ее избежать, – со временем должна снижаться.

Давайте проясним, что это значит. Неправильно будет сказать, что среднестатистическая пятилетняя газель каким-то образом менее уязвима перед гепардами, чем среднестатистическая четырехлетняя. Вместо этого мы говорим, что цена смерти газели, выраженная в приспособленности, в пять лет ниже, чем в четыре, поскольку у пятилетней газели больше доля ее совокупной приспособленности, которая уже у нее на счету (точнее, бегает вокруг в виде молодых газелей)^[72].

Подводя итоги, можно сказать, что цена смерти, выраженная в приспособленности, – как и цена всего, что сокращает шансы на воспроизводство, – со временем снижается, потому что чем старше становится особь, тем больше ее потенциальной приспособленности уже реализовано, а если цена, выраженная в приспособленности, снижается, то неизбежно снижается и давление отбора, направленное на избегание смерти. Итак, перейдем ко второму вопросу: почему это может способствовать эволюции старения?

Накопление мутаций и антагонизм

Отметив, что сила естественного отбора ослабевает с возрастом, Медавар выдвинул гипотезу, что это может быть связано с накапливанием у вида вредных мутаций, которые проявляются только в позднем возрасте. Мутация, сокращающая шансы на выживание и/или воспроизводство молодых животных, быстро устраняется отбором (так как ее репродуктивная цена слишком высока), в то время как та же мутация, только влияющая на более старых особей, устраняться отбором не будет (поскольку ее последствия для репродуктивного успеха невелики). Таким образом открывается путь для накопления вредных признаков, возникающих в позднем возрасте, которые в своей совокупности могут вызывать старение.

Эта идея довольно привлекательна, но объясняет далеко не все, ведь при прочих равных условиях признаки, проявляющиеся в более позднем возрасте, были бы все-таки как минимум не очень выгодными, и обладающие ими линии в конце концов вытеснялись бы теми, у кого их нет. Иными словами, тот факт, что поздно проявляющиеся признаки не так важны, как признаки, проявляющиеся рано, не означает, что отбор не устранил бы их из популяции. Следовательно, накопление вредных признаков само по себе не может объяснить феномен старения с эволюционной точки зрения. И тут на сцену выходит антагонистическая плейотропия. Плейотропия – это явление, при котором один ген (или конкретная комбинация генов) влияет на развитие двух или нескольких разных фенотипических признаков, и в том случае, если один из этих признаков полезный, а другой вредный, плейотропия называется антагонистической. Оба эффекта могут проявляться одновременно, но часто этого не происходит, что и играет ключевую роль: если положительный эффект проявляется только у молодых особей, способных к размножению, а отрицательный – только у старых, то результатом может оказаться активный отбор признаков, способствующих старению, особенно учитывая вышеупомянутое повышенное давление отбора на рано проявляющиеся признаки. Другими словами, если увеличение приспособленности в результате положительного воздействия превышает потери приспособленности в результате отрицательного воздействия – а это, скорее всего, так и будет, с учетом их проявления на протяжении жизни особей, – то такая генетическая вариация будет распространяться.

Отметим, что это объяснение отличается от гипотезы Медавара о накоплении мутаций, которая утверждает лишь, что вредные признаки, проявляющиеся на поздних этапах жизни, могут закрепиться в геноме, потому что они не так важны, как проявляющиеся в раннем возрасте; это можно сравнить с утверждением, что красть велосипеды хорошо, потому что это лучше, чем убивать. Кража велосипеда и правда, наверное, лучше, чем убийство, тем не менее законодательные меры против краж нужны так же, как и против убийств, пусть и не одинаково суровые. Аналогичным образом естественный отбор будет все же отсеивать поздно проявляющиеся вредные признаки, просто не так сильно, как те, что проявляются рано. Иначе обстоит дело с антагонистической плейотропией – «плохой» признак будет активно поощряться отбором, если он сцеплен с «хорошим», который перевешивает его воздействие, не в последнюю очередь потому, что проявляется в более раннем возрасте.

В 1957 г.^[73], когда эту гипотезу впервые выдвинул американский биолог Джордж Уильямс, реальных фактов в ее поддержку было мало, не в последнюю очередь потому, что тогда вообще было толком не известно, имеет ли место старение в дикой природе – многие биологи утверждали, что у большинства животных жизнь настолько опасна, что едва ли кто-то из них достигал теоретически возможной продолжительности жизни. Во второй половине XX в., когда появились долгосрочные исследования отдельных особей с использованием меток, это заблуждение было развеяно, а распространение в последние полвека генетических технологий привело к тому, что теперь можно непосредственно наблюдать антагонистическую плейотропию в действии.

Один из наиболее хорошо изученных модельных организмов – червь нематода Caenorhabditis elegans. Пообщайтесь хоть немного с биологами, занимающимися лабораторными экспериментами, и вы непременно услышите об этом существе, которому, хоть оно и используется повсеместно в генетических исследованиях^[74], не досталось общепринятого названия, и оно известно всем просто как нематода C. elegans. Состоящая всего из 959 клеток^[75], C. elegans устроена достаточно просто, чтобы можно было изучать последствия генетических изменений с высокой степенью точности. Одно из таких изменений – мутация в гене daf–2, кодирующем инсулиновый рецептор на поверхности клеток. Еще в 1993 г. Синтия Кеньон и ее коллеги из Калифорнийского университета в Сан-Франциско обнаружили, что у мутантов по daf–2 резко возрастает продолжительность жизни – обычно они живут более чем в два раза дольше, чем черви дикого типа^[76] (не в последнюю очередь благодаря тому, что у мутантов повышена сопротивляемость патогенам). Множество последующих исследований, проведенных как в этой лаборатории, так и во многих других в разных странах мира, продемонстрировали, что за долголетие мутанты по daf–2 платят сниженным темпом размножения. Это снижение составляет всего около 18–20 %, но оно проявляется у червей в раннем возрасте, поэтому давление отбора велико, из-за чего, вступая в прямую конкуренцию со своими собратьями дикого типа, мутанты быстро проигрывают. Представленные экспериментальные данные наглядно демонстрируют антагонистическую плейотропию (когда одна мутация в гене daf–2 вызывает несколько явно не связанных между собой эффектов), а также гипотезу Медавара о снижении давления отбора с возрастом; увеличение продолжительности жизни в два раза должно с лихвой компенсировать сокращение репродуктивного успеха на 20 %, но последнее происходит в более раннем возрасте, тем самым усиливая воздействие этого фактора.

Жертвуя выживанием

Существует еще одна гипотеза, объясняющая эффект старения, и она исходит из предположения, что, хотя нет никакой причины, по которой нельзя было бы продлить существование тела на неопределенно большой срок, тем не менее это обошлось бы слишком дорого. Я говорю о так называемой теории «ненужного тела» (Disposable soma theory), которая строится на следующей цепочке рассуждений: 1) размножение – главная составляющая приспособленности; 2) размножение энергетически затратно; 3) затраты энергии ограничены доступностью ресурсов; 4) поэтому энергия, необходимая для размножения, не может быть истрачена на поддержание сомы (т. е. тела); 5) если вы хотите размножаться, деградация тела неизбежна.

Теория «ненужного тела» предлагает интуитивно понятное объяснение различия жизненных стратегий таких видов, как полевка и белый носорог (эти виды я выбрал почти случайно из множества других, ведущих аналогичный образ жизни). Полевки живут около года, и за это время у самок рождается несколько выводков; самка белого носорога, напротив, может прожить 50 лет, она достигает зрелости в 6–7 лет и каждые 2–3 года рождает по одному детенышу. Полевки и носороги находятся на крайних полюсах континуума: размножайся быстро и умри молодым либо размножайся медленно и умри старым. Такой континуум также может рассматриваться и с точки зрения других компромиссов, таких как «вкладывайся в размножение и надейся размножиться до того, как тебя съедят или ты умрешь от болезни» или «вкладывайся в защиту от хищников и патогенов, чтобы прожить достаточно долго и размножиться». При прочих равных условиях (т. е. в отсутствие человеческого вмешательства) и в том и в другом случае на смену одной среднестатистической самке полевки и одной среднестатистической самке носорога придут две полевки и два носорога соответственно, а значит, ни одна из этих стратегий в целом не лучше другой^[77].

Определить, что лучше объясняет относительные закономерности старения полевок и носорогов – теория «ненужного тела» или антагонистическая плейотропия, – нелегко, ведущую роль могут играть как те, так и другие механизмы (или и те и другие вместе). Можно ли сказать, что полевки в каком-то смысле «решают» жить быстро и умереть молодыми, хотя они могли бы с тем же успехом перенаправить энергию на другие системы организма, чтобы прожить дольше и замедлить размножение (согласно теории «ненужного тела»), или же их геномы настолько переполнены вредными, поздно проявляющимися мутациями, что у них нет иного выбора, кроме как размножаться максимально быстро, чтобы не умереть до того, как они родят всех своих мышат (согласно гипотезе антагонистической плейотропии)? Мы уже убедились, что имеются определенные доказательства в пользу антагонистической плейотропии, полученные при исследовании нематоды C. elegans, хотя мы пока еще не так хорошо научились разбираться в геномах других видов. Но как насчет теории «ненужного тела»? Есть ли подкрепляющие ее данные?

Для начала давайте представим, как должны выглядеть подобные данные. Накопление вредных, поздно проявляющихся мутаций неизбежно; если гены с этими мутациями присутствуют в организме, будет происходить их экспрессия^[78], и продолжительность жизни будет неизбежно ограничена независимо от других переменных. Мы можем это наблюдать и измерить. Но если старение вызывается просто постепенным истощением, которое можно до известной степени предотвратить, перенаправляя энергию на поддержание тела, то теоретически ничто не может помешать двум генетически идентичным особям пойти совершенно разными путями: одна из них будет заботиться о своем организме и за долгий период времени произведет на свет несколько десятков детенышей, тогда как другая может пойти ва-банк и родит их всех сразу в однократной, истощающей организм вакханалии размножения. (Это, разумеется, предполагает, что существует такая генетическая архитектура, которая позволяет осуществлять столь гибкую стратегию – а это важное условие, – но главное здесь то, что если старение вызывается накоплением вредных мутаций, то подобная гибкость была бы невозможна в любом случае). Представим себе машину, которая едет со скоростью 90 км/ч по дороге, где установлено именно такое ограничение скорости. Возможно, машина технически способна ехать быстрее, но простое наблюдение за ее движением не позволяет это установить, так как нам известно, что водитель должен соблюдать правила. Но предположим, что дорога сворачивает на трассу с разделительной полосой, по которой разрешено ехать со скоростью до 110 км/ч. Если машина сохраняет скорость 90 км/ч, то ее потенциальная способность ехать быстрее так и останется неизвестной – у водителя могут быть другие причины придерживаться прежней скорости, например экономия топлива, – но, если она ускорится до 110 км/ч, мы получим ответ: ее сдерживало скоростное ограничение на предыдущей дороге. Следовательно, для того чтобы выявить в природе наличие стратегии «ненужного тела», нам нужен экологический эквивалент смены скоростных режимов. А именно нужно найти вид, у разных особей которого наблюдается изменение темпов старения в зависимости от внешних факторов. К счастью, такой подходящий для наших целей вид есть – это медоносные пчелы.

Когда пчелиная матка откладывает неоплодотворенные яйца, из них всегда выводятся самцы, а из оплодотворенных только самки (подробнее об этом будет рассказано в главе 6). Но последующий ход событий в жизни ее дочерей на данный момент еще не определен, и варианты существенно различаются. Самка может либо стать рабочей пчелой с продолжительностью жизни несколько недель или месяцев, либо маткой, которая в некоторых случаях может прожить почти десять лет. Это, однако, средние показатели, которые могут не столько отражать изменчивость темпов старения (а значит, и различий в потенциальной продолжительности жизни), сколько быть связанными с различными опасностями в их повседневной жизни. Рабочие пчелы, в конце концов, трудятся «как пчелки» и постоянно находятся вне улья, где их поджидают хищники, неблагоприятные погодные условия и прочие природные опасности; матка же, напротив, может всю жизнь провести в улье, где ее кормят и защищают тысячи дочерей.

Более информативным может быть анализ устойчивых различий в средней продолжительности жизни рабочих пчел, появляющихся на свет в разное время года. В среднем летние рабочие пчелы живут около месяца, занимаясь сбором нектара и пыльцы, тогда как зимние (выходящие из куколок осенью) обычно живут в 4–5 раз дольше, они заняты в основном более легкой работой в улье, пока не начнут добывать пищу весной. Возможно, летние особи тратят максимальное количество энергии на повседневные дела (сбор пищи, уход за личинками и т. д.), наиболее важные в это время года, и гораздо меньше вкладываются в жизнеобеспечение своего организма (что, скорее всего, было бы напрасной тратой ресурсов, учитывая, насколько велика вероятность для рабочей пчелы так или иначе погибнуть еще до того, как она достигнет старости). Напротив, зимние рабочие особи, обязанности которых не столь утомительны, а жизнь не столь опасна, могут тратить энергию иначе, используя ее частично для себя, чтобы дожить до весны.

Если бы все обстояло именно так, то это был бы пример пластичности старения, то есть отсутствия предопределенности темпов старения и способности выбирать оптимальную стратегию старения в разных условиях. Теория «ненужного тела» нашла бы свое подтверждение. Главное слово тут, конечно, «если», ведь – так же, как и в случае с рабочими пчелами и матками, – эти средние различия в продолжительности жизни могут объясняться просто разными рисками, с которыми сталкивается каждая из этих групп, а не изменением темпов старения. Здесь можно вспомнить часто приводимый пример, что ожидаемая продолжительность жизни британских младших офицеров в Первую мировую войну на Западном фронте составляла шесть недель; разумеется, это не имело ничего общего со стратегическим перенаправлением энергии с поддержки организма на повседневную деятельность, зато имело отношение к пулям, бомбам и отравляющему газу.

Учитывая столь противоречащие друг другу объяснения, Джек да Сильва из Университета Аделаиды проанализировал ряд опубликованных исследований, в которых были приведены подробные данные наблюдений за жизнью нескольких сотен помеченных рабочих пчел, и использовал их для того, чтобы рассчитать показатели смертности от внешних причин (т. е. обусловленной только рисками, связанными с окружающей средой) для групп рабочих пчел, выполняющих разные функции. Вооружившись этими данными, да Сильва сумел с помощью математических моделей продемонстрировать, что различие в выживаемости между такими группами лишь частично обусловлено внешними факторами, а частично – различиями темпов старения. Иными словами, медоносные пчелы корректировали процесс старения так, чтобы распределить энергию на протяжении всей своей жизни самым эффективным^[79] из возможных способов с учетом времени своего выхода из куколки.

Продолжая аналогию с британскими военными, представьте, что мы собрали данные о судьбе британцев мужского пола в годы войны (с 1914 по 1918 г.), часть которых работала в тылу на фабриках и заводах, а часть воевала. Затем точно подсчитали риски, связанные с каждым родом деятельности, установили, какова была бы ожидаемая продолжительность жизни, если бы эти две группы мужчин различались только родом занятий и жизненными обстоятельствами, и обнаружили, что реальная разница в продолжительности их жизни больше. Пришлось бы сделать вывод, что, помимо непосредственного участия в боевых действиях, существовал еще какой-то фактор и что солдаты в окопах старели быстрее, чем рабочие на фабриках^[80].

Но давайте вернемся к коалам и слонам и добавим одну деталь: единственный набор зубов коалы начинает стираться уже в шестилетнем (плюс-минус год) возрасте и может полностью износиться, когда самки все еще способны размножаться. Напротив, у слонихи последний набор зубов появляется только после того, как ей исполнится 40 лет, и примерно в это время у нее начинает снижаться плодовитость; таким образом, слониха может успешно пережевывать пищу еще долго после того, как родит последнего в своей жизни слоненка.

Износ зубов у коал достаточно легко объяснить, исходя из тех теорий старения, которые мы только что рассмотрели. Возможно, недостаточная прочность их зубов обусловлена каким-то геном, который при этом положительно влияет на размножение, а оно происходит в более ранний период жизни (теория антагонистической плейотропии), или, возможно, на сохранение зубов тратится энергия, что представляется неоптимальным с точки зрения максимизации приспособленности, так как эту энергию лучше вкладывать в размножение или иную важную функцию (теория «ненужного тела»). Однако слоны в эту картину не вписываются, потому что проблемы с зубами не начинают оказывать негативного влияния до тех пор, пока размножение так или иначе не прекратится полностью. Иными словами, для любого биолога-эволюциониста загадка здесь не в том, что слоны остаются без зубов, пока они все еще в основном здоровы, а в том, что они не теряют зубы раньше.

Матриархат

Старые животные, уже не способные размножаться, конечно, могут оказывать существенное влияние на выживание своего потомства – а следовательно, и на свою приспособленность, – и нам незачем далеко ходить за примерами, достаточно обратиться к нашему собственному виду. Если бы женщины умирали с началом менопаузы, их дети и внуки были бы лишены заботы бабушек, их мудрости и опыта, накопленных за всю жизнь. То же касается многих видов других животных, в особенности живущих семейными группами, в которых положительное влияние старших, уже не размножающихся особей бывает глубоким и длительным. Африканские саванные слоны^[81] живут небольшими группами, во главе которых стоит старая опытная самка – матриарх. Эти стада совершают сезонные миграции, но и на протяжении одного сезона часто кочуют с места на место, так как слоны обитают в условиях африканской саванны, где случаются нерегулярные, но сильные засухи. Если время, прошедшее с последней засухи, окажется больше, чем возраст старшей самки, у этого стада не будет коллективного знания о том, где найти воду, и в результате все оно может погибнуть. Более того, матриархи обладают не только географическими знаниями; экспериментальные данные продемонстрировали также корреляцию между возрастом и точной идентификацией угроз со стороны хищников. Карен Маккомб и ее коллеги из Университета Сассекса проигрывали запись львиного рыка перед группами слонов, возглавляемых разными по возрасту доминантными самками, и наблюдали за их оборонительным поведением (слоны сбивались в тесную группу, замирали, чтобы прислушаться, или двигались в сторону звука). Группы со старыми матриархами с большей вероятностью корректировали свое поведение в зависимости от количества и пола рычащих львов, полагая, что три льва опаснее одного, а самец опаснее самки.

Впрочем, старая мудрая слониха-матриарх может и пережить свою полезность. 70-летняя слониха вряд ли знает больше, чем 60-летняя, и ее знаниями, возможно, уже владеют старшие члены стада. Когда пищевых ресурсов мало, несущественная польза, которую мог принести ее дополнительный опыт, легко перевешивается ценой недоедания более молодых, плодовитых внучки или внука. При таком сценарии вариант гена, благодаря которому^[82] стареющая слониха сможет прожить больше ста лет, будет воспроизводиться в потомстве реже, чем тот, который позволит ей умереть, когда ее потребности в пище перестанут уравновешиваться ее накопленным опытом. Короче говоря, наступает момент, когда лишние годы жизни перестают конвертироваться в дополнительное генетическое наследие, и вскоре после этого слоны лишаются зубов. В этом компромиссе с точки зрения приспособленности есть определенная логика, но она не может служить утешением для умирающего от голода слона. Как мы увидим в следующей главе, подобная жестокая арифметика эволюции тесно связана с, казалось бы, благостным альтруизмом в мире животных.

Эликсир молодости

Прежде чем мы перейдем к этой теме, следует добавить небольшой сюжет к истории старения, и связан он с пресноводным полипом рода Hydra. Гидры имеют вид маленькой прозрачной трубочки, один конец которой действует как липкая «нога», а на втором расположен рот, окруженный венчиком щупалец. (Как и у большинства представителей типа стрекающих^[83] – группы, в которую входят, например, медузы, кораллы и актинии, – рот выполняет также функции ануса.) Размножается гидра как половым, так и бесполым путем, хотя последний вариант встречается чаще и называется почкованием, при таком способе размножения дочерний полип вырастает из стенки тела материнской особи, а затем отделяется от него и образует новую особь-клон.

Пока ничего необычного (для стрекающих). Но если мы понаблюдаем за размножением гидр несколько лет в лаборатории, то ситуация уже не будет казаться обычной. А именно если мы на протяжении всего времени будем тщательно измерять показатели размножения и смертности, то обнаружим, что они практически не меняются. Гидра не стареет. Как писал в своей статье 1998 г. Даниэль Мартинес из Колледжа Помоны в Клермонте (Калифорния), правда позволив себе чуть-чуть увлечься: «Результаты демонстрируют отсутствие признаков старения… Гидра, возможно, на самом деле не стареет и может быть потенциально бессмертной».

Все же не будем слишком обольщаться. Гидры не бессмертны – и Мартинес мог бы это легко обнаружить, если бы вынул одну из своих подопытных из аквариума и оставил на час-другой на лабораторном столе, – и все же с этим довольно невзрачным существом длиной около 2 см действительно происходит нечто очень-очень странное. В более позднем исследовании анализировались данные о выживаемости 30-летней (теперь она уже старше) колонии Hydra magnipapillata^[84], и был сделан вывод, что 5 % ныне живущих особей будут живы и через 1400 лет.

Если вам, уважаемые читатели, это кажется странным, то вы в отличной компании. Загадочная способность гидры противостоять старению так и остается до сих пор загадкой. Но прежде чем пожать плечами и двинуться дальше, позвольте мне прояснить, что именно в ней загадочного. Мы неплохо представляем себе, каким образом осуществляется этот трюк. Чтобы его объяснить, понадобится небольшая дополнительная информация. Клетки человеческого организма в общих чертах можно разделить на четыре группы: соматические клетки, гаметы, первичные половые клетки и стволовые клетки. Соматические клетки – основа тела любого сложного организма; это элементы, из которых состоят ткани и органы, которые подвержены повреждениям. Они могут быть восстановлены (правда, за это придется заплатить), но только до определенной степени. Гаметы – это клетки, с помощью которых организмы, размножающиеся половым путем, передают ДНК своему потомству; у человека это либо яйцеклетки, либо сперматозоиды. Первичные половые клетки – это эмбриональные клетки, из которых образуются гаметы, и они расположены в гонадах (половых железах). Стволовым клеткам трудно дать определение, но их можно представить как аналоги пустых клеточек в игре «Эрудит» (если другие клетки организма – это клеточки, уже содержащие буквы). В биологии они называются недифференцированными, то есть они еще не специализировались для выполнения какой-либо конкретной цели. Стволовые клетки, по сути, не стареют у любого вида, но их содержание связано с большими энергетическими затратами, и у таких сложных организмов, как человек, они составляют лишь малую долю от всех клеток. Стволовые клетки присутствуют во многих тканях в очень малых количествах, например в костном мозге – основном источнике клеток крови, и служат своего рода резервом новых клеток для этих тканей.

Вернемся к нашей гидре. Как я уже сказал, эти животные очень малы и, кроме того, крайне просто устроены в плане анатомии – гораздо проще, чем, скажем, дрозофила, которая в десять раз мельче их. У гидры тело цилиндрической формы (с несколькими щупальцами на конце, тоже цилиндрическими), состоящее из двух слоев клеток. У гидры нет каких-либо специализированных органов, поэтому разнообразие типов клеток у нее существенно ограничено и, что самое главное, значительную долю от их общего числа составляют стволовые клетки. Здесь я пропущу значительную часть сложных, с трудом добытых знаний из области клеточной биологии и сосредоточусь на главном факте, который заключается в том, что относительное преобладание стволовых клеток в тканях гидры, в сочетании с ее анатомической простотой, позволяет отдельным особям чрезвычайно эффективно регенерировать. Более того, гидры поддерживают процесс постоянного избирательного клеточного обновления, при котором поврежденные клетки идентифицируются и устраняются, а на смену им приходят новые, развившиеся из ближайшего запаса стволовых.

Все это, по-видимому, дается гидре без особых затрат – что невозможно для человека или любого другого сложного организма. Ключевое слово здесь «сложного»: попробуйте заменить по одной все стеклянные панели в теплице, а затем проделать то же самое с кирпичами в стенах Альберт-холла. В первом случае задача достаточно легкая и безусловно воспринимается как часть обычного технического обслуживания (даже когда теплица большая); во втором она просто невыполнима.

Однако сложность тканей – это, похоже, еще не вся история. Например, в ряде различных исследований было показано, что на самом деле можно вызвать старение гидры H. oligactis в лаборатории^[85]; все, что для этого нужно, – охладить воду с 18 ℃ до 10 ℃. Столкнувшись с этим внезапным стрессом, вызванным факторами окружающей среды, особи H. oligactis прекращают размножаться бесполым путем и переключаются на половое размножение. Звучит знакомо, не правда ли? Вспомним дафний, о которых шла речь в главе 3, эти рачки большую часть времени размножаются партеногенезом, но, столкнувшись с патогеном или неблагоприятными условиями, начинают заниматься сексом. Изменение условий среды побуждает дафний давать потомство, генетически отличное от родителей, так как патоген быстро эволюционирует, специализируясь на поражении уже существующей клональной линии. Точно таким же образом температурные изменения обеспечивают давление отбора в пользу генетической новизны (а следовательно, и полового размножения) у H. oligactis, потому что клональная линия внезапно оказывается уязвимой из-за низкого генетического разнообразия.

Что самое характерное, H. oligactis начинает стареть сразу, как только переходит от бесполого размножения к половому. Сунь Ши-Сян из Медицинского колледжа им. Альберта Эйнштейна и его коллеги отследили изменения в активации генов во время этой смены репродуктивного поведения и обнаружили, что гены, связанные с активацией стволовых клеток, снижают свою активность^[86]. Какой предварительный вывод из этого следует? Старение – побочный продукт секса.

С точки зрения человека

В этой идее что-то есть, но, к сожалению, реальная картина гораздо сложнее. Гидра H. oligactis действительно стареет (и обычно вскоре умирает) после периода полового размножения, но с H. magnipapillata такого не происходит. Половое размножение вроде бы не влияет на сверхспособности последней, так что, возможно, и старение у H. oligactis вызвано другими причинами. Почему же в таком случае H. oligactis не может вырваться из черной дыры старения?

Ответ наверняка существует, но я не стал его искать, так как не уверен, что нам вообще стоит задавать этот вопрос. Давайте разберемся… Ученые-медики изучают гидр с одной целью – открыть и/или разработать новые технологии борьбы со старением, но, когда на этих загадочных маленьких существ обращают внимание биологи-эволюционисты, им приходится быть несколько более осторожными. А именно им необходимо избегать искушения формулировать вопросы определенным образом, например: «Почему H. oligactis не умеет сопротивляться старению после полового размножения, тогда как H. magnipapillata умеет?» На тот случай, если вы не заметили, вопрос неявно навязывает чисто человеческое представление (которое приветствуется среди медиков), что замедление процесса старения – нечто несомненно полезное. Мы, люди, всегда хотим подольше оставаться молодыми, а некоторые из нас хотели бы быть бессмертными. Но хотела бы этого гидра? Я надеюсь убедить вас, что, если снять антропоцентрические очки, становится вовсе не очевидно, что отсутствие старения так уж полезно.

Давайте начнем с рассуждения о том, какую выгоду в действительности получает гидра от своей способности бесконечно возобновлять собственное тело клетка за клеткой. Вспомним вопрос, поставленный в самом начале этой главы, когда речь зашла о старении:

Зачем, в конце концов, естественный отбор допускает смерть с таким трудом отвоеванного тела – тела, которое пережило хищников, конкуренцию и всевозможные иные трудности, которое доказало свою ценность как репродуктивный сосуд, проделало все, чего от него требовали его генетические инструкции, – и вот так бросить его гнить?

Этот вопрос все еще остается актуальным, но дело в том, что для победы над старением отдельной особи гидры приходится постоянно воссоздавать свое «с трудом отвоеванное тело» – просто она делает это по кусочкам, постепенно, а не за один раз через повторение себя в потомках и смерть. Потребность в сырье и энергии сохраняется, так что гидра, можно сказать, нисколько не продвинулась в решении этой проблемы. Более того, свойственный гидре тип бессмертия должен напомнить вам мысленный эксперимент с «кораблем Тесея», в ходе которого у корабля постепенно заменяют по одной каждую из тысяч его частей за длительный период времени и нужно решить, остается ли этот корабль тем же самым кораблем. Тождественна ли 10-летняя гидра тому животному, которым она была девять лет назад? Я в этом не уверен.

Гораздо более важный вопрос, чем семантика постоянного обновления гидры, состоит в том, что в действительности такое «бессмертие» дает самому животному, и здесь нам снова стоит проявить скептицизм. Как мы уже убедились на примере дафний, а теперь и гидры H. oligactis, сохранять неизменность в меняющейся среде – не такая уж хорошая идея, особенно когда изменения неблагоприятны. На самом деле есть веский аргумент в пользу того, что отказ H. oligactis вкладываться в жизнедеятельность организма в неблагоприятных условиях после полового размножения связано не с высокой ценой этого вклада, а всего лишь с небольшой выгодой от него. Неопределенно долгая жизнь в этом случае может быть просто не слишком полезна для гидры. С этой точки зрения в объяснении нуждается скорее поведение «бессмертной» H. magnipapillata. Несомненно, данный конкретный вид может поддерживать режим постоянного обновления клеток, одновременно направляя энергию и сырье на производство гамет. И хотя это достаточно ловкий трюк, кажется, что было бы более целесообразно, если бы гидра вместо этого могла еще больше вкладываться в гаметы, более активно размножаться половым путем и в итоге еще больше повысить свою приспособленность.

Все это лишь мои предположения, и я понятия не имею, у какого из этих двух видов гидр стратегия лучше (если вообще можно провести подобное сравнение; скорее всего, у каждого из них в ходе эволюции выработался свой жизненный цикл, наиболее соответствующий условиям его жизни, так что ни один из этих видов не «побеждает» – или побеждают оба, в зависимости от точки зрения). Я хочу лишь подчеркнуть, что нам не следует считать, будто старение – одна из тех проблем, которые не смог решить естественный отбор; возможно, просто не было смысла этого делать. Рассмотрим судьбу двух наборов генов – один принадлежит дафнии D. magna, другой гидре H. magnipapillata – на протяжении одного года. Гены (или, точнее, их копии) дафнии находятся в двух разных телах – матери, которая проживет шесть месяцев, и ее клональной дочери, которая родится за месяц до ее смерти. Гены гидры, напротив, остаются в одном и том же организме, который проживет весь год и за это время обновит каждую клетку своего тела. Через 12 месяцев у нас по-прежнему будут два набора генов – дафнии и гидры, – каждый из которых будет содержаться в том же количестве клеток, что и год назад. Есть ли какое-то существенное различие между двумя путешествиями наборов генов до этой конечной точки? Не уверен, что есть; бессмертие гидры выглядит как периодическое бесполое размножение, только по-другому называется. Это наблюдение естественным образом ведет к следующему выводу, который состоит в том, что – с точки зрения эволюции и естественного отбора – тело отдельной особи не так уж и важно. Как мы говорили в главе 1, организмы весьма полезно представить как простые вместилища, созданные для постоянного воспроизводства находящихся в них генов, и нам следует это помнить, когда возникает искушение задаться вопросом, почему животные в ходе эволюции не приобрели способность жить вечно. Проще говоря, генам все равно, где они находятся, до тех пор, пока они все еще где-то существуют. В следующей главе мы рассмотрим некоторые дополнительные выводы из этого факта.

6 Кому не по душе альтруизм?

Если бы киты могли испытывать ненависть, то Моби Дик ненавидел бы Ахава, хотя и не в такой степени, в какой Ахав был одержим ненавистью к Моби Дику.

Капитан китобойного судна «Пекод» в необычном романе Германа Мелвилла о китобойном промысле и человеческой уязвимости в контексте противостояния человека и природы решил посвятить остаток своей жизни уничтожению животного, откусившего ему ногу при предыдущей встрече. Ахав готов был мстить любой ценой, даже ценой жизни своей команды. Надеюсь, не будет спойлером, если я сообщу, что в конце книги Моби Дик, загнанный и израненный, нападает на «Пекод», до этого разнеся в щепки несколько его вельботов. Выживает только рассказчик, Измаил, которому удалось уцепиться за пустой гроб гарпунщика Квикега.

Ахава поглотило чувство мести, и он был готов нанести вред себе, лишь бы причинить еще больше страданий другому существу. И в этом он не одинок. Зловредность – распространенное чувство, и обширные психологические данные свидетельствуют о том, что практически любого человека можно заставить ему поддаться. Возьмем в качестве примера широко используемый в общественных науках эксперимент, известный как игра «Ультиматум», в которой участвуют два незнакомых друг другу человека, назовем их А и Б. Участнику А вручают некую сумму денег и предлагают разделить деньги между собой и другим участником по своему усмотрению без предварительного обсуждения. Участник Б в свою очередь имеет право принять или отклонить предложение. Если Б примет его, то игроки получают деньги в соответствии с тем, как их поделил А; если он откажется, то никто ничего не получает. Обоих игроков знакомят с правилами игры до начала эксперимента.

Независимо от ваших взглядов на социальность, справедливость и взаимность (реципрокность) можно сделать некоторые конкретные предположения. Если исходить из чисто экономической логики, то для А наиболее выгодно забрать все деньги, а Б в свою очередь должен согласиться на любую предложенную сумму, какой бы незначительной она ни была – пусть даже 1 %, ведь это лучше, чем ничего. Но в десятках экспериментов с участием сотен людей из разных стран и культур повторяется один и тот же результат: А обычно предлагает какую-то часть денег, а Б почти всегда отказывается от своей доли, если она составляет менее 30 %.

Поведение Б говорит о зловредности, так же как и решимость Ахава пожертвовать своей жизнью и жизнью своей команды, чтобы отомстить белому киту. Игра «Ультиматум» достаточно наглядно демонстрирует абсурдность этого поведения, но все же мы, как правило, хорошо понимаем общую идею – и способны сопереживать человеку, испытывающему чувство несправедливости, – чтобы такая враждебность не казалась нам странной. Однако с научной точки зрения это является отклонением от «ожидаемого» поведения и требует дальнейшего изучения. К счастью, у психологов и представителей других общественных наук есть немало теорий, объясняющих распространенность такого поведения в человеческих обществах, и большинство из этих теорий исходит из того, что наши предки жили небольшими группами, в которых все друг с другом постоянно взаимодействовали на протяжении многих лет. В таких условиях наказание становится выгодно; если «игрок» А ведет себя нечестно, для Б лучше намеренно понести небольшие личные издержки, чтобы наказать А, в надежде, что последний станет вести себя не столь эгоистично в будущем. Другое объяснение состоит в том, что, поскольку богатство, выраженное в определенных товарах (особенно продуктах, выступающих в качестве валюты), – понятие относительное, значение имеет не то, сколько вам достается, а какое место вы занимаете в иерархии ваших собратьев. Как гласит пословица: «В стране слепых одноглазый – король». Таким образом, в патриархальной экономике с ее ограниченными ресурсами – если предположить, что А и Б изначально находятся в равных условиях, – когда Б отказывается от предложения разделить что-то в соотношении 90:10, он в принципе действует рационально, потому что, хотя в абсолютном выражении они оба выиграют, если примут эти условия, тем не менее после сделки А будет богаче, чем Б, а значит, Б в действительности теряет, а не приобретает.

Если рассматривать зловредность под таким углом зрения, то она приобретает стратегическое значение – это тактика, которую наделенные интеллектом социальные животные используют, чтобы продвигать собственные интересы. Но это еще не все, поскольку зловредность не является исключительно человеческой чертой и потенциально может возникнуть даже у существ, у которых нет головного мозга. Чтобы понять, как это происходит, нам сначала нужно разобраться в ее кажущейся противоположности – альтруизме, который тоже может приводить к негативным последствиям, но прежде следует вернуться к нашему представлению о приспособленности.

До сих пор в этой книге мы определяли приспособленность как фактический или потенциальный репродуктивный успех на протяжении всей жизни (за одним исключением, о котором я вскоре расскажу). Самый простой способ измерить приспособленность – это посчитать количество прямых потомков, произведенных особью, хотя небольшое уточнение сделает результаты измерений более близкими к реальности. Например, самка неуклюжего, приплюснутого, огромного животного – океанической рыбы-луны^[87] (вес которой может достигать почти 2,5 т) – за всю свою жизнь может произвести миллиард икринок, тогда как самка сопоставимого по размерам тихоокеанского моржа вряд ли родит за свою жизнь больше двадцати детенышей. Не вдаваясь в лишние подробности о рыбе-луне и моржах, можно смело предположить, что в среднем за длительный период самки обоих этих видов производят примерно по два детеныша, которые смогут выжить, чтобы самим успешно дать потомство. Таким образом, приспособленность лучше определять как «количество потомства, доживающего до репродуктивного возраста».

Конечные причины столь огромного различия в ожидаемой выживаемости рыбы-луны и моржа – тема для отдельной книги^[88], но мы можем быть уверены, что она прежде всего непосредственно связана с различиями в родительском вкладе в каждого отдельного потомка у разных видов. Проще говоря, моржи заботятся о своих моржатах, тогда как рыба-луна сразу же покидает кладку икры. Некоторые млекопитающие (и это, по-видимому, уникальная особенность этого класса животных) присматривают даже за потомством своего потомства. Чуть раньше вы узнали, что слонихе-матриарху было бы лучше максимально повысить приспособленность, оставшись без зубов, чем жить дальше и передавать знания, которые и так уже имеются у членов ее стада; таким образом она оставит больше доступных ресурсов для своих внуков – самых уязвимых членов группы. Хотя этот акт не является преднамеренным (и тем более осознанным), она, по сути, жертвует всякой потенциальной приспособленностью, которую она могла бы приобрести, если бы сама снова завела детенышей (что маловероятно с учетом ее возраста), чтобы помочь родственникам. Скорее всего, вас совсем не удивила эта идея, может быть, потому что вы уже интуитивно мыслите в духе дарвинизма или, скорее всего, потому что подобная забота о внуках знакома нам, людям. Но давайте разберемся: когда слониха несет большие личные издержки, чтобы помочь своим внукам, мы не можем сказать, что это повышает ее приспособленность в том смысле, в котором мы использовали этот термин до сих пор. В этом смысле ее точнее назвать прямой приспособленностью, но существует и другой вид приспособленности, который и приобретает слониха. Но прежде, чем перейти к его рассмотрению, будет полезно привести одну аналогию.

Пони и почта

В 1860 г. самым быстрым способом доставить почту из Миссури в Калифорнию было воспользоваться услугами курьеров-гонцов. Служба конной доставки Pony Express была основана в апреле того же года и включала 190 промежуточных станций, на которых почтальон мог менять лошадь, пересаживаясь с уставшего животного на свежее через каждый десяток миль. Почтальоны ехали непрерывно день и ночь, сменяя друг друга через каждые 120 км. Таким образом, расстояние в 3000 км можно было преодолеть всего за семь дней^[89]. Дорога была опасной, не в последнюю очередь потому, что проходила по территории, которую населяли индейцы племени пайют – возмущенные экспансией белых, они часто нападали на поселенцев и путешественников в этом регионе.

В конечном итоге Pony Express потерпела крах как коммерческое предприятие, всего через пару лет устарев из-за того, что через континент были проложены телеграфные кабели, но эта служба остается полезной метафорой отношений между организмами и их генами. В ней лошади представляют отдельные организмы – точнее, линии таких организмов в последовательной череде поколений, – в то время как сумка с почтой символизирует гены, носителями которых они являются (и передают их из поколения в поколение). Эта система больше подходит для описания линии организмов при бесполом размножении, как, например, у гидры, от которой благополучно отпочковываются дочерние полипы, – но она вполне применима и к видам, размножающимся половым путем. На самом деле я хочу подчеркнуть не способ передачи почты от одного человека к другому, но приоритет сумки с почтой над лошадью; ни одного клиента особо не интересует (да он и не знает), сколько именно животных было использовано или на какие отрезки делился путь, – лишь бы письма и телеграммы доставлялись из Сент-Джозефа в Сакраменто.

Точно так же гены имеют большее значение, чем отдельные особи, потому что в череде поколений выживают не особи, а именно гены – и в конечном счете существуют признаки, которые ими обусловлены. Мы часто используем такие выражения, как «особи с геном признака Х дают больше потомства, чем особи с геном признака Y, поэтому численность особей с признаком Х увеличивается». Но такие формулировки упускают суть: особи все-таки умирают, а выживает и увеличивает свою численность ген в последовательности совершенно новых особей. Естественный отбор действует непосредственно на особей, но, так как они существуют лишь короткое время, в конечном итоге это процесс, определяющий относительную частоту генов^[90] во времени.

Конечно, так как эволюция, действующая посредством естественного отбора, не имеет никакой определенной цели или направленности, в моей аналогии нет прямого эквивалента клиентов Pony Express, но в качестве субъектов, интересы которых должны быть удовлетворены, можно представить «будущие поколения», и такое сравнение будет достаточно хорошо работать (если только не забывать, что гены на самом деле не стремятся к появлению будущих поколений – или любому другому вознаграждению; просто гены, «действующие» в собственных интересах, порождают эти самые будущие поколения). Итак, довольный клиент ожидает писем, которые доставляются через всю страну сменяющими друг друга лошадьми, а последующие поколения ожидают ген, который сумеет передать сам себя через непрерывающуюся цепочку особей в будущее.

Один из способов, которым управляющий компании Pony Express мог бы повысить вероятность того, что письмо дойдет до Калифорнии, – это поручить наиболее опытным всадникам на выносливых лошадях сопровождать курьера, принявшего сумку с почтой, обеспечивая ему дополнительную поддержку на протяжении нескольких миль, например помогая перебираться через быструю реку или обеспечивая численное превосходство при нападении пайютов. Они могли бы даже после этого продолжать поддерживать следующего всадника. В таком случае можно было бы говорить о прямой аналогии с родительской заботой (в том числе заботой бабушек).

Развивая эту аналогию, давайте представим, что вместо одной линии станций по всей стране служба Pony Express использует две, проложенные параллельно друг другу, возможно разделенные несколькими милями, и всадники на каждой линии перевозят одинаковые комплекты писем. Теперь у курьера, завершившего свой участок пути, есть два способа обеспечить успешную доставку почты адресату: либо оказать поддержку следующему всаднику на собственной линии, либо перейти на другую и помочь кому-то на ней. Иногда он^[91] может совершить нечто более радикальное. Может быть, он сочтет, что не в состоянии завершить свой отрезок путешествия – например, из-за плохой дороги, – поэтому решает отказаться от выполнения своей задачи, скидывает тяжелый мешок с почтой и переходит на параллельную линию, чтобы помочь там курьеру, который тоже испытывает трудности, добраться до следующей станции. Первый всадник жертвует возможностью доставить собственную почту, чтобы повысить шансы на успех на другой линии. Его собственная линия прервалась – этот конкретный мешок с письмами никогда не дойдет до адресата, – но другой мешок с точно таким же содержимым будет получен с большей вероятностью, так что адресат все-таки останется доволен.

В переводе на язык генов и организмов эта смена линии означает, что ген одной особи заставляет ее вести себя так, чтобы приносить пользу другой особи, также несущей копию этого гена. По сути, это то же самое, что родительская забота; единственное различие (которое, как мы увидим, оказывает только количественный эффект) состоит в том, что получатель выгоды не является прямым потомком данной особи. Он может быть родным или двоюродным братом – или буквально любой особью с копией того же самого гена. «Помогающая» особь несет некомпенсируемые издержки, но, как мы уже сказали, гены имеют приоритет над особями; наиболее распространенные гены – это те, которые действуют таким образом, чтобы способствовать распространению своих копий, и не имеет значения, проявляется ли влияние гена и польза от него в конкретном организме – этим генам все равно будет благоприятствовать естественный отбор. Таким образом, с точки зрения гена нет разницы между тем, платит ли некую цену особь А, чтобы помочь особи Б, или особь Б платит эту цену, чтобы помочь себе самой, если обе несут копии того же гена.

Если использовать биологическую терминологию, то помогающий теряет некоторую долю прямой приспособленности, вкладывая энергию и/или время, которые вместо этого могли бы быть потрачены на собственное размножению; но приобретает косвенную приспособленность, содействуя выживанию и размножению другой особи со схожим набором генов. Вместе прямая и косвенная приспособленности составляют совокупную приспособленность особи.

Эта идея лежит в основе теории родственного отбора, которая используется для объяснения распространенности альтруизма в природе. Родительская забота, как я уже говорил, достаточно привычна нам, людям, чтобы не требовалось никакого эволюционного объяснения для его понимания, но многие другие явления не столь интуитивно понятны. Хороший пример в этом отношении – тревожные крики животных. У социальных видов распространена повадка встречать внезапное появление хищника предупреждающими криками – иногда специфичными для разных видов хищников. Очевидно, что для большинства членов группы полезно услышать такой крик и успеть скрыться, но польза для особи, которая кричит, не столь очевидна. Например, земляная белка, издающая крик при виде койота, больше рискует подвергнуться нападению, чем та, которая не кричит, по той простой причине, что она выдает себя. То есть это полезно для группы, но вредно для особи. На первый взгляд, такое поведение должно немедленно отсеиваться естественным отбором, так как особь, склонная подвергать себя опасности ради помощи другим, вряд ли оставит много потомства. По этой причине тревожные крики животных когда-то представляли собой загадку для биологов, но теория родственного отбора позволила объяснить эволюционную логику^[92] подобного поведения.

Схема альтруистического поведения у львов. У львицы-донора (слева) прямая приспособленность выражается через собственных детенышей. Альтруистический акт помощи другой львице (справа) в заботе о троих детенышах стоит ей возможности обзавестись одним своим детенышем, но обеспечивает ей косвенную приспособленность, выраженную как r × 3. Если львица-реципиент – сестра донора, то r равняется 0,5, и прирост косвенной приспособленности составляет 0,5 × 3 = 1,5. В этой ситуации правило Гамильтона соблюдается, так как rB > C (1,5 > 1), так что ген, отвечающий за альтруистическое поведение, вероятно, должен закрепиться

(по West et al., 2007)

Правило Гамильтона и братья Холдейна

В начале 1960-х гг. британский биолог У. Д. Гамильтон разработал теоретическую основу для современного понимания родственного (или группового) отбора^[93], выведя уравнение, описывающее условия, при которых ген, отвечающий за альтруистическое поведение, однажды возникнув, сможет распространиться. Уравнение^[94] – известное как правило Гамильтона – очень простое и описывает баланс репродуктивной цены (C) и репродуктивного выигрыша (B) от альтруистического поведения. Возьмем особь с вариантом гена, предрасполагающим ее к альтруистическому поведению, направленному на других, независимо от того, есть у них такая же копия или нет. Репродуктивная цена – это та мера прямой приспособленности, которую особь теряет при альтруистическом поведении, а выигрыш – та косвенная приспособленность, которую она приобретает за счет повышения (прямой) приспособленности получателя помощи (реципиента). Так как выигрыш увеличивается только в том случае, если реципиент действительно несет копию гена, его следует умножить на r – «коэффициент родства» (степень родства альтруиста и реципиента), который показывает, с какой вероятностью вариант гена альтруиста также присутствует и у реципиента. Правило Гамильтона гласит, что естественный отбор будет способствовать распространению гена, если rB > C^[95], то есть если вероятный реализуемый выигрыш для особи выше, чем репродуктивная цена. Крайним примером будет самопожертвование особи ради спасения трех родственников, допустим, от нападения хищника или утопления в реке; если как минимум двое из этих родственников тоже являются носителями аллеля гена самопожертвования, побуждающего спасителя вести себя подобным образом, то этот вариант обеспечил собственное выживание: вместо одной копии стало как минимум две.

Этот процесс описан как ключевой в книге биолога-эволюциониста Ричарда Докинза «Эгоистичный ген»^[96], заглавие которой намекает, что мы не должны удивляться альтруистическому поведению отдельных особей с учетом того, что в великой гонке жизни, где каждый сам за себя, участвуют в первую очередь гены, а не особи. Гены безусловно действуют так, словно они эгоистичны, но это не означает абсолютного эгоизма особей. Действительно, альтруистическое поведение особей в полной мере согласуется с дарвиновским – предположительно жестоким – мировоззрением, если принимать во внимание концепцию совокупной приспособленности; эгоистичные действия гена легко могут проявляться в виде бескорыстного поведения особи, служащей его носителем.

На этом этапе необходимо добавить пару уточняющих деталей, поскольку родственный отбор часто неправильно понимают – иногда даже авторы учебников по естественным наукам. Первое уточнение касается коэффициента родства (r) и того, что следует понимать под родством. Что важно, этот показатель не подразумевает количество общих генов у альтруиста и реципиента; в конце концов, по любым разумным меркам у всех людей почти все гены общие со всеми шимпанзе (и немалая доля общих генов со всеми сортами салата, если уж на то пошло), а в истории взаимодействия этих видов было не так уж много дружелюбия. Речь идет о любом конкретном, единственном гене, который может побуждать своих носителей проявлять альтруизм. Отбор будет благоприятствовать этому гену, если он заставляет своих носителей действовать альтруистически по отношению к другим особям, тоже несущим копию этого гена (в ситуациях, в которых соблюдается правило Гамильтона). Этим особям совершенно не обязательно быть родственниками, чтобы данный признак возник в ходе эволюции. Чтобы проиллюстрировать этот момент, эволюционисты-теоретики используют гипотетический «эффект зеленой бороды»^[97], при котором у людей появляется ген, обусловливающий у своих носителей а) наличие зеленой бороды; б) склонность предпочтительно оказывать помощь другим зеленобородым. Тот факт, что зеленые бороды очень заметны и обычно ничем другим не обусловлены, означает, что распознавание будет легким, без заметного числа ложноположительных или ложноотрицательных результатов, так что этот ген может быть достаточно успешным. В природе даже есть пара потенциальных примеров гена «зеленой бороды»^[98], подтверждающих, что родство на самом деле не обязательно; альтруисту достаточно просто помогать тем, у кого высокая вероятность иметь с ним общие гены.

Однако – и это очень существенное «однако», – так как гены наследуются, родство (т. е. его степень родственной связи между особями) обычно позволяет довольно точно оценить вероятность наличия этого гена; любой редкий ген, который вы несете (а ген, возникший лишь недавно, по определению вначале будет редким), с гораздо большей вероятностью будет присутствовать у вашей сестры, чем у случайно выбранного незнакомца. Соответственно, уравнение, которое используется для расчета коэффициента родства r, показывает соотношение общих генов между альтруистом и реципиентом и альтруистом и популяцией в целом, то есть соотношение общих генов у этих двух особей по сравнению с соотношением общих генов у двух любых случайно взятых особей в этой популяции. Но внесем ясность: хотя r – мера родства, этот показатель используется не потому, что родство само по себе имеет значение, а потому, что родство обычно хорошо коррелирует с вероятностью наличия общих генов. Например, у видов, размножающихся половым путем, значение r примерно равняется 1 для однояйцовых близнецов, 0,5 для родных братьев и сестер, 0,5 для родителя и ребенка и 0,125 (т. е. одной восьмой) для двоюродных братьев и сестер. Вот почему Дж. Б. С. Холдейн однажды, когда его спросили, отдаст ли он жизнь за своего брата, пошутил: «За двух братьев или восьмерых кузенов»^[99].

С этим связана проблема распознавания родства. С точки зрения теории не требуется, чтобы родственники действительно были способны непосредственно распознавать носителей общих генов или определять степень родства с ними. Вместо этого гены побуждают его носителей вести себя так, словно они осознают свое родство. Это оказывается не слишком трудно для социальных видов, которые могут следовать простому правилу вроде «проявляй альтруизм по отношению к особям, живущим с тобой в одном гнезде» или даже «проявляй самоотверженность по отношению к особям в той мере, насколько ты с ними знаком». Подобного рода эвристические методы могут прекрасно подходить для распознавания родственников, особенно тогда, когда социальные группы состоят из семей (как это часто и бывает). Когда Холдейн сказал, что рискнет своей жизнью ради восьми кузенов, он не имел в виду, что он – или любое другое существо – станет действительно пересчитывать число тонущих кузенов, барахтающихся в реке, прежде чем прыгнуть туда, а скорее, что аллели генов, заставляющие своего носителя вести себя подобным образом, каким бы опосредованным ни было это поведение, имеют шанс распространиться при положительном балансе затрат и выгод.

(В общем, не стоит слишком удивляться, что для понимания поведения отдельной особи требуются сложные на первый взгляд расчеты, даже когда совершенно исключено, что эта особь на самом деле их проводит. В конце концов, мало кто из нас способен математически описать аэродинамическую параболу, которую описывает в воздухе летящий к нам теннисный мячик, но большинство из нас тем не менее способно его поймать. Мозг может, несомненно, каким-то образом почти точно определять положение мячика к тому времени, когда он к нам подлетает, но можно с уверенностью полагать, что он не производит вычисления на основе университетского курса механики.)

Кстати, тот факт, что аллель «полагается» на эвристическое правило (а не прямой расчет вероятности того, что другая особь тоже несет его копию), означает, что он может продолжать распространяться в популяции даже после того, как перестанет быть редким. Что я имею в виду? Я уже говорил, что r – степень родства между мной и моей сестрой (0,5) – довольно точно отражает вероятность того, что аллель, который несу я, также есть и у нее. Это все же касается только очень редких аллелей. Что касается широко распространенных, вероятность того, что у нее тоже есть их копии, намного выше 50 % (ведь это просто вероятность того, что она унаследовала эту копию от того же родителя, что и я, при условии, что эта копия была только у одного из родителей; широко распространенный аллель мог быть унаследован от любого из них). На самом деле существует множество аллелей, общих для абсолютно всех людей в популяции. Следует иметь это в виду и при этом учитывать, что ген альтруизма, если он действительно дает преимущество, распространится достаточно быстро и, вероятно, будет часто встречаться в популяции. Если следовать этой логике, можно предположить, что альтруизм, основанный на родстве, исчезнет, вытесненный универсальным альтруизмом, так как вы можете с таким же успехом помогать буквально кому угодно и по-прежнему приобретать ту же самую косвенную приспособленность (а так как неродственных вам людей больше, чем родственных, у универсального альтруиста, несомненно, больше возможностей приобретать косвенную приспособленность). Однако этого не происходит, потому что аллель может начать действовать, только заставив своих носителей следовать эвристическим правилам, таким как «будь добр к своим собратьям по гнезду». Именно подобное поведение распространяется в популяции. Это означает, что, например, у всех земляных белок может быть одинаковый «ген альтруизма», но они будут проявлять альтруистическое поведение только по отношению к близким родственникам, а не ко всем носителям гена.

Рассмотрев основы альтруизма, мы могли бы сразу перейти к его кажущейся противоположности – зловредности. Однако это означало бы обойти молчанием темную сторону самого альтруизма, ведь так уж сложилось, что эволюция данного признака – это не только история сотрудничества и товарищества. Все зависит от точки зрения; как мы увидим, главенство гена в эволюции задает конфликт интересов, в котором особи отправляются в топку, а ген продолжает свое благополучное существование. И это еще не всё – механизмы альтруизма у одного вида могут быть извращены в интересах другого; вместе с кооперацией родилось и мошенничество. И здесь на сцену снова выходят кукушки.

Коды и те, кто их взламывает

В главе 2 мы узнали о межвидовой борьбе между кукушками и их хозяевами – о том, как давление отбора заставляет взрослых кукушек маскироваться под ястреба и откладывать яйца, имитирующие яйца тех видов, на которых они паразитируют, в то время как невольные приемные родители изощряются, чтобы отточить свою способность к распознаванию. Но всего этого не было бы, если бы не гены альтруизма – в данном случае гены родительской заботы, – заставляющие птиц использовать эвристические правила для оценки родственных связей. Совершенно очевидно, что камышовки-родители понятия не имеют, как должен выглядеть их птенец, и у них нет никакого другого способа оценить родство, кроме правила «кормить то, что сидит в гнезде». Кукушки же с радостью пользуются их незнанием.

Кукушки вовсе не единственные, кто использует стратегию обхода эвристических механизмов определения родства у других видов. Объясню вкратце: муравьи обладают генетической основой, способствующей развитию альтруистического поведения, и муравьи в колонии так тесно связаны между собой и так сосредоточены на благополучии своей царицы, что колонию можно в каком-то смысле считать единым суперорганизмом. Но, как и любое другое общественное животное, муравей в действительности не понимает родства, и у него нет надежного способа различать родственников и неродственников. Вместо этого они используют химические и слуховые сигналы для распознавания членов колонии, различения представителей разных каст и опознавания чужаков. Эти сигналы являются гораздо более развитыми механизмами распознавания родства, чем те, которые используют камышовки, но тем не менее и их могут имитировать другие виды. На самом деле, считается, что существует свыше 10 000 различных видов членистоногих, которые нашли способ укрываться в безопасности муравьиного гнезда от голодных хищников снаружи. Рассмотрим более подробно лишь один из них.

Самки бабочки голубянки алькон (Phengaris alcon) откладывают яйца на цветки болотной горечавки (довольно привлекательного растения с голубыми цветками) и оставляют их на произвол судьбы. Судьба, впрочем, обычно бывает благосклонной, так как вылупившаяся гусеница, покормившись немного на горечавке, вскоре начинает выделять вещества, удивительно напоминающие те, что выделяют личинки различных муравьев рода Myrmica. Уловив в воздухе этот сигнал, ответственные муравьи приходят спасать свою заблудившуюся личинку и несут ее обратно в гнездо, где помещают в обычную выводковую камеру и начинают кормить. Там гусеница пробудет до двух лет и покинет муравейник только после того, как выйдет из куколки уже в виде бабочки.

Такое поведение известно среди энтомологов как стратегия кукушки, но это не единственная стратегия, которую используют голубянки. Бабочка редкого вида голубянка точечная (P. teleius) начинает свой путь похожим образом: в начале стадии гусеницы она кормится на растении (кровохлебке лекарственной, Sanguisorba officinalis), а затем подает муравьям сигнал, чтобы те пришли и отнесли ее в гнездо. Однако там гусеница точечной голубянки не будет дожидаться, пока ее покормят, а просто съест муравьиных личинок.

Неудивительно, что муравьи-хозяева реагируют на угрозу со стороны голубянок, и между ними идет эволюционная гонка вооружений. Дэвид Нэш и его коллеги из Копенгагенского университета сравнили химические свойства веществ в выделениях, покрывающих поверхность личинок, у муравьев вида Myrmica rubra в разных колониях в двух различных областях Дании: там, где обитали голубянки алькон (и заражали местные колонии), и там, где они отсутствовали. На территории, где паразитов не было, химический состав веществ в выделениях личинок муравьев был весьма схожим, несмотря на большие расстояния между отдельными локациями. Но на зараженной паразитами территории со столь же широким географическим охватом в каждом из трех изученных мест был свой специфичный состав этих веществ, что свидетельствует о сильном давлении отбора, заставляющего менять состав выделяемых веществ в ответ на присутствие паразитов^[100]. Все же в истории мимикрии голубянок есть неожиданный поворот: хотя муравьи-хозяева не способны различить характерные признаки паразитических гусениц, такой проблемы нет у осы Ichneumon eumerus. Самки I. eumerus летают над альпийскими лугами, где обитают муравьи M. schencki. Заметив колонию, они спускаются, чтобы изучить ее получше. В отличие от муравьев, они явно способны определить по внешним признакам, находятся ли внутри муравейника гусеницы голубянки P. rebeli, и если да, то оса пробирается в гнездо. В этот момент ее атакуют рабочие муравьи, но она выделяет сложный набор феромонов, вызывающих среди муравьев внезапную и беспорядочную гражданскую войну. Они набрасываются друг на друга с таким упорством, что оса спокойно добирается до выводковых камер. Оказавшись там, она откладывает яйцо в каждую обнаруженную ею гусеницу, а затем уходит столь же неспешно, как вошла. Личинки осы вылупляются, поедают гусениц изнутри и окукливаются, а затем выделяют те же самые вещества с тем же эффектом, чтобы без проблем выйти наружу. Муравьи, очутившись посреди схватки между своим врагом и врагом своего врага, могут драться друг с другом неделями после того, как последняя оса улетит.

«Волк, волк!»

Взламывать коды определения родства – не единственный способ извлечь выгоду из альтруистического поведения представителей общественных видов; само это поведение можно использовать в интересах мошенников. В числе самых ловких мошенников – вильчатохвостый дронго. Это птица размером с дрозда, но с более длинным хвостом и чисто черным оперением, которая обитает в Африке к югу от Сахары и считает, что мир принадлежит ей. Хотя дронго вполне способна добывать пищу самостоятельно, она тем не менее часто следует за другими мелкими хищниками, чтобы ловить вспугнутых насекомых, а иногда просто воровать добычу. Последний вид поведения обычно называют пиратством, а в биологических кругах используют термин клептопаразитизм. В этом слове тот же корень, что в слове «клептомания» – неодолимая тяга к воровству, – а само явление достаточно распространено в природе. Поморники, семейство морских птиц, даже специализируются на этом ремесле, и некоторые его представители только тем и занимаются, что преследуют чаек, крачек, олушей и других рыбоядных птиц, пока те не выронят свою с трудом добытую рыбу. Но хотя дронго время от времени и прибегают к подобному разбою, они способны также и на куда большую хитрость.

Дронго обычно ведут одиночный образ жизни, в том смысле, что не ищут общества других дронго, но при этом они часто следуют за кочующими стаями дроздовых тимелий – чуть более крупных, в основном насекомоядных птиц. Тимелии выставляют сменяющихся часовых, чтобы защищаться от хищников, и тревожный крик часового поднимает в воздух всю стаю. Как мы уже убедились, этот крик сопряжен с потенциальным риском для кричащего, который может привлечь к себе внимание хищников. В результате своих действий кричащий в среднем теряет прямую приспособленность, но приобретает косвенную, защищая большое число родственников. Пока все выглядит логично. Но одиночные дронго тоже иногда могут выполнять роль часовых для групп тимелий, и те реагируют на их тревожные крики. На первый взгляд между ними сложились дружеские и гармоничные отношения.

Однако, учитывая наши знания о родственном отборе, стоило бы заподозрить неладное. Дронго не приобретают косвенную приспособленность в данной ситуации, поскольку у них нет общих генов альтруизма с тимелиями, так что же они приобретают? Прежде чем делать скоропалительные выводы, можно предложить как минимум одно вполне безобидное объяснение: тимелии в свою очередь оказывают им ответную услугу. В таком случае это просто взаимовыгодное соглашение, так называемый «реципрокный (т. е. взаимный) альтруизм» – хотя, поскольку понятие «альтруизм» подразумевает бескорыстие, определение «реципрокный» делает этот термин в какой-то степени противоречивым; гораздо точнее сказать «взаимный обмен». У человека взаимный обмен (который лучше всего отражает поговорка «ты мне – я тебе») доходит до поразительных крайностей, но мы не единственный вид, который догадался, что помогать неродственной особи выгодно, если существует достаточная вероятность, что она, в свою очередь, поможет вам позже. Этот механизм, возможно, объясняет, как впервые возникли отношения между дронго и тимелиями, но, к несчастью для тимелий, сейчас эти отношения уже нельзя назвать взаимовыгодными. То есть дронго действительно что-то получают взамен, но тимелии отдают это вовсе не по доброй воле.

Как оказывается, хотя зрение у дронго-часового не хуже, чем у любой тимелии, и он несомненно кричит, завидев приближающегося хищника, иногда дронго подают сигнал, когда никакого хищника нет. Тем не менее тимелии взлетают, бросая то, что они ели, и дронго приступает к трапезе. Это клептопаразитизм, осуществляемый путем преднамеренного обмана и основанный на том факте, что – по иронии судьбы – тимелии достаточно умны. Им известно, например, что определенные крики представителя другого вида говорят о присутствии хищника, так что есть основания реагировать на них так же, как на тревожный сигнал своих сородичей. Но в новых обстоятельствах, связанных с присутствием дронго, реагировать на тревожный сигнал становится плохой идеей: птицы не просто зря теряют энергию, бросаясь в укрытие, но также рискуют оставить свою еду дронго.

Неудивительно – учитывая кажущуюся жестокость естественного отбора, – что история на этом не заканчивается. Тимелий не всегда так просто одурачить; притча о мальчике, кричавшем «Волки!», который слишком часто подавал ложную тревогу и лишился доверия односельчан, разыгрывается также в африканских саваннах, когда дронго злоупотребляют обманом. Тимелии хорошо понимают, что дронго, возможно, подают ложный сигнал, поэтому тщательно выбирают, реагировать на крик или нет. Большие группы тимелий обычно полностью игнорируют тревожные сигналы дронго, доверяя прежде всего своим собственным часовым, а часто даже прогоняют дронго прочь. Однако в малых группах нести сторожевую службу становится обременительным, так как каждой особи приходится проводить больше времени, наблюдая за хищниками, вместо того чтобы искать пищу. В такой ситуации зачастую стоит мириться с небольшими потерями от мошенничества, если при этом можно снизить затраты на поддержание бдительности.

Если рассматривать с этой точки зрения, тимелии вовсе не жертвы обмана. Им известно, что дронго могут обманывать; они просто подстраховываются и выбирают лучший из двух несовершенных вариантов. Они также повышают собственные шансы на выживание, выявляя закономерности тревожных криков дронго; например, они реже реагируют на тревожный крик, прозвучавший вскоре после ложного. Таким образом, у дронго есть ограничение в отношении того, сколько раз можно использовать данный трюк, прежде чем он перестанет срабатывать. У дронго, впрочем, есть в запасе еще один, весьма эффективный.

Том Флауэр и его коллеги изучали вильчатохвостых дронго в пустыне Калахари и записали 51 вариант тревожных криков, предупреждающих о хищниках (причем одна особь умела издавать целых 32). Из них только шесть были специфичны для дронго; остальные имитировали тревожные крики других видов. Подобная вокальная виртуозность означает, что, когда дронго кажется, что тимелии что-то заподозрили, они просто меняют пластинку: используют крики, которые еще не звучали, собственные крики тимелий и даже крики блестящих скворцов – они пробуют все возможные варианты, чтобы мошенничество по-прежнему удавалось. И это работает: тимелии гораздо чаще реагируют на имитацию криков скворцов или своих собственных, чем на крики, специфичные для дронго. Они также более восприимчивы к последовательности тревожных криков, если в ходе этой последовательности крики меняются. В основном исследование было направлено на изучение взаимодействия дронго и тимелий, но были замечены случаи, когда дронго занимались клептопаразитизмом, воруя еду у множества других видов. Исследователи обнаружили, что дронго знают, какому крику лучше подражать: они гораздо чаще использовали крики представителей вида, которых стремились обмануть, чем любые другие крики из своего репертуара. Пока жертвы не разобрались, что происходит, избранная ими стратегия поведения – столь эффективная обычно – зачастую стоит им обеда, когда поблизости оказывается хитроумный дронго.

Доброта поневоле

В предыдущих двух разделах мы рассмотрели, как механизмы, с помощью которых альтруистическое поведение повышает косвенную приспособленность, могут быть перехвачены и присвоены другими видами. Впрочем, это не означает, что альтруизм, даже когда он достигает своей цели, обходится без жертв. Наверное, слишком просто рассматривать альтруизм с человеческой точки зрения, представляя помощь другим приятным занятием, приносящим удовлетворение. Почему мы поддерживаем членов своей семьи в трудные времена? Потому что мы любим их. Не желая слишком упрощать или проявлять цинизм, я хочу подчеркнуть, что мотивацией для помощи другим, несмотря на связанные с этим «издержки», являются положительные эмоции, так что, даже если мы не в буквальном смысле получаем удовольствие, навещая родственника в больнице или присматривая за престарелым родителем, мы тем не менее хотим это делать. Все это вполне обоснованно с биологической точки зрения; в конце концов, лучший для гена способ сохраниться – это активировать у своего носителя систему вознаграждения и вызывать чувство удовлетворения, когда он совершает нечто, способствующее распространению этого гена. Например, секс приятен только по этой причине: в интересах ваших генов, чтобы вы его воспринимали именно так. С этой точки зрения альтруизм – хотя он все-таки считается добродетелью в человеческих обществах (и это полезно) – не так уж обременителен; нам нравится быть альтруистами. Однако не всегда все настолько благостно.

В своей книге «Слепой часовщик» Ричард Докинз отмечает, что ген, из-за которого у львов плохие зубы, возможно, способствует тому, что они будут делиться мясом, ведь особи с этим геном будет труднее съесть всю тушу целиком в одиночку. Он утверждает, что это во всех смыслах ген альтруизма, которому родственный отбор благоприятствует совершенно так же, как гену, отвечающему за предупреждающие крики у земляных белок или тимелий. Это наблюдение в той же степени применимо к нашей старой слонихе из предыдущей главы. Ее медленное истощение от голода обходится ей дорого – пусть не в отношении прямой приспособленности, так как она вряд ли произведет еще детенышей, но несомненно потому, что причиняет ей психические и физические страдания. Гены, выигрывающие от ее страданий, не предлагают ей взамен ничего – никакого прилива эндорфинов, заглушающих боль в желудке, никакого серотонина в мозге, когда она думает о скудной листве в сухой сезон, которую ее сородичи смогут съесть, а она нет^[101]. Это определенно можно назвать альтруизмом, хотя этот альтруизм вынужденный и не предполагает какого-либо вознаграждения или компенсации.

Другой (пожалуй, нетрадиционный) подход к пониманию развившегося в ходе эволюции альтруизма, побуждающего людей заботиться о собственных детях, – это сделать большой шаг назад и сравнить его с одной из теоретических альтернатив, заключающейся в том, что все должны одинаково заботиться обо всех. Если отложить в сторону политические ассоциации (такие, как многочисленные, обреченные на неудачу общественные эксперименты коммунистов), для меня не очевидно, что более нравственно заботиться о своих детях в ущерб другим детям, особенно в условиях имущественного неравенства. Стоит ли восхищаться родительской любовью, побуждающей, например, богатых жителей Запада обеспечивать собственным детям учебу в частных школах, отдых за границей, здоровое питание и дорогие гаджеты, не жертвуя ни доллара детям в Момбасе, перебирающим токсичные отходы на свалке в поисках пригодного для продажи металлолома? На мой взгляд, такая любовь едва ли заслуживает восхищения.

Есть еще один довод, который мне хотелось бы выдвинуть, – хотя он, возможно, навлечет на меня обвинения в том самом антропоцентризме, которого я просил читателей избегать. Учитывая это, я просто изложу его и позволю вам принять собственное решение. Речь идет о муравьях, осах, пчелах, термитах и прочих группах, которым присуща крайняя форма альтруизма, известная как «эусоциальность». Это форма общественной жизни, для которой характерны совместная забота о потомстве, кастовая система – иногда чрезвычайно сложная – и прежде всего наличие размножающихся и неразмножающихся особей. Наибольшее развитие эта система получила у вышеупомянутых муравьев, пчел и ос, которые (вместе с пилильщиками и др.) образуют отряд перепончатокрылых.

У представителей этого отряда есть особый генетический механизм определения пола, известный как гаплодиплоидия. У большинства животных, размножающихся половым путем, каждая особь получает половину генетического материала от каждого из родителей. Этот материал, представленный молекулами ДНК, упакован в ядре клетки в виде хромосом, которые, соответственно, присутствуют в каждой клетке парами (по одной от каждого родителя). Наличие парных хромосом называется диплоидией, а такая особь – диплоидной. Если же у особи присутствует ДНК только одного родителя, она называется гаплоидной, и у нее будет только половина обычного набора хромосом, непарных. У большинства перепончатокрылых самки диплоидны, а самцы гаплоидны, поэтому и говорят, что им свойственна гаплодиплоидия. Если способная к размножению самка откладывает неоплодотворенное яйцо, из него выведется самец, из оплодотворенного – самка. Обычно в колонии размножаются одна либо несколько самок – они называются царицами, или матками, которые, как правило, спариваются лишь один раз в жизни.

Это означает, что любая самка более близкородственна своим сестрам, чем своей матери или дочерям (если у нее есть дочери – у большинства их не бывает), при условии, что у них один и тот же отец. Чтобы понять, почему так происходит, необходим краткий урок по делению клеток. Существуют два основных типа деления, митоз и мейоз. Митоз – более простая форма, при которой одна клетка разделяется на две идентичные. Такой тип клеточного деления чаще всего встречается в вашем организме. Но при образовании гамет (т. е. яйцеклеток и сперматозоидов) процесс отличается в двух отношениях. Во-первых, обычные клетки диплоидные, а гаметы всегда гаплоидные; в клетку попадает только один представитель от каждой пары хромосом. Это необходимо, иначе при встрече и слиянии сперматозоида с яйцеклеткой у эмбриона окажется вдвое больше хромосом, чем у каждого родителя (и в каждом поколении их число будет удваиваться). Поэтому у любого диплоидного потомства коэффициент родства (r) с любым диплоидным родителем будет 0,5 (вторая половина – от другого родителя). Во-вторых, получение одной хромосомы из каждой пары подразумевает не просто выбор одной из них, копирование и помещение в гамету. Вместо этого создается совершенно новая хромосома: в процессе деления две хромосомы в каждой паре сначала выстраиваются параллельно друг другу, а потом обмениваются участками. Таким образом, гамета несет примерно 50 % всех генов, унаследованных от бабушки и дедушки с каждой стороны. Обратите внимание, это означает, что любые две гаметы от одного и того же диплоидного родителя будут иметь коэффициент родства (r), равный 0,5, а не единице – вот почему родные братья и сестры, у которых одни и те же отец и мать, имеют коэффициент родства r = 0,5 (они родственны на 50 % с материнской стороны и на 50 % с отцовской, что в среднем и дает значение 0,5).

Вернемся к гаплодиплоидии. У всех самок перепончатокрылых, рожденных от царицы, будет одна материнская хромосома и одна отцовская. Вспомним, однако, что отец у них гаплоидный. Значит, все его гаметы должны быть одинаковы (r = 1); они получены не путем мейоза, и у него нет пар хромосом, которые бы обменивались участками. Гаметы царицы, напротив, обладают обычным r = 0,5, как мы уже убедились. Поэтому если царицу оплодотворит только один самец, то у ее дочерей будет по одной хромосоме от отца (одинаковой для всех), а также по одной хромосоме от матери (идентичной только на 50 %)^[102]. В совокупности это дает коэффициент родства между сестрами r = 0,75 (среднее между 0,5 и 1). Вспомним, что r между диплоидным родителем и диплоидным потомством равняется 0,5, и становится ясно, что самка перепончатокрылого насекомого более близкородственна своей сестре, чем собственной дочери.

Данный факт влечет за собой определенные последствия для альтруизма. Хотя гаплодиплоидия не обязательна для появления эусоциальности^[103], она обеспечивает идеальный контекст, в котором может развиться ярко выраженный сестринский альтруизм. Проще говоря, самка больше выигрывает в косвенной приспособленности, помогая производить на свет сестер, чем она могла бы выиграть в прямой приспособленности, произведя собственное потомство. Давление отбора, таким образом, подталкивает к появлению бесплодных самок, которые работают суррогатными родителями, помогая матери производить новых братьев и сестер, – и к тому, чтобы большинство этих отпрысков были сестрами. Как раз это мы и наблюдаем в большинстве высокоразвитых колоний перепончатокрылых. У медоносных пчел, например, существуют три касты: пчелиная матка, рабочие особи и трутни. Обычно в пчелиной семье присутствуют одна матка, несколько тысяч рабочих (всегда самок) и несколько сотен трутней (самцов). У трутней одна-единственная роль – спариваться с неплодными матками из других семей. У них нет жала, они не собирают пыльцу и не защищают семью; они даже не способны питаться самостоятельно – питанием обеспечивают их рабочие, пока трутни не подрастут и не смогут кормиться сами из запасов меда (а осенью, когда их изгоняют из улья, они умирают от голода). У матки в пчелиной семье тоже весьма ограниченная – хотя и более важная – функция: размножение. Все остальное делают рабочие. Этот огромный список задач включает следующее: постройку шестиугольных гнездовых ячеек (сот) из восковых выделений брюшка; сбор пыльцы и нектара с цветков; запечатывание ячеек, куда пчелы складывают эти продукты, предназначенные для кормления развивающихся личинок (нектар предварительно сгущается до меда); сбор воды для охлаждения гнезда изнутри; производство так называемого прополиса из секрета слюнных желез, воска и смолистых выделений растений – он используется для укрепления конструкций гнезда, для заделывания щелей с целью защиты от сквозняков и потери влаги, для борьбы с грибковыми и бактериальными инфекциями; удаление мертвых пчел и другого мусора, а также защиту улья от непрошеных гостей и нападений. Они не производят собственного потомства, а полностью отдают себя служению царице (или коллективным интересам колонии – в зависимости от точки зрения).

Это неустанный труд в течение всей жизни, тем не менее существование рабочей медоносной пчелы далеко не самое суровое и опасное по сравнению с жизнью других представителей отряда перепончатокрылых. Каждый вечер рабочие муравьи бразильского вида Forelius pusillus заделывают входное отверстие в гнездо, расположенное под песчаным верхним слоем почвы. Для этого они встают спиной к отверстию и засыпают его песком, который подгребают задними ногами. Когда работа почти завершена, большинство рабочих прячется внутри, но небольшое число их остается на поверхности. Очевидно, отверстие лучше всего запечатывать снаружи (иначе бы все муравьи залезали внутрь), и, должно быть, ради того, чтобы надежно заделать вход, стоит заплатить высокую цену, ведь муравьи, оставшиеся за пределами гнезда, редко доживают до утра. Говоря словами Адама Тофильски и его коллег, проводивших экспериментальные исследования поведения рабочих муравьев, эти насекомые демонстрируют первый известный пример «упреждающего самопожертвования при защите гнезда».

Ключевое слово здесь «упреждающего», так как самопожертвование при реальном нападении на гнездо отнюдь не редкость у перепончатокрылых. Перечислим лишь несколько примеров из множества известных: медоносные пчелы, ужалив врага, теряют жало, а с ним и жизнь, а несколько видов муравьев – включая муравья, получившего красноречивое название «колобопсис взрывающийся», – атакуют, как настоящие смертники, взрывая собственное брюшко и испуская ядовитое клейкое вещество, которое облепляет агрессоров, отчего те тоже погибают. Безжальные пчелы рода Trigona известны тем, что кусают противника челюстями так яростно, что сами получают смертельные травмы. Кайл Шеклтон и его коллеги исследовали оборонительное поведение 12 видов тригон, среди прочего подсчитав долю рабочих, выбравших самоубийственный укус вместо бездействия; у T. hyalinata эта доля составила 83 %. Близкородственные виды Tetragonula carbonaria^[104] и Te. hockingsi устраивают масштабные беспорядочные сражения между конкурирующими колониями (как внутривидовые, так и межвидовые). Чтобы захватить (или защитить) гнездо, образуются так называемые боевые рои, в которых рабочие пчелы набрасываются на противников, обхватывают их ногами и падают вместе с ними на землю, корчась и кусаясь. Большинство не выживает; битвы могут продолжаться несколько дней, оставляя тысячи трупов.

Итак, жизнь эусоциальных насекомых бывает тяжелой и полной опасностей. А еще очень однообразной и монотонной. Медовые муравьи – экологическая группа, включающая насекомых нескольких различных родов, обитающих главным образом в засушливых уголках мира. Их объединяет то, что они хранят запасы жидкой пищи в телах живых представителей специализированной рабочей касты, так называемых «медовых бочках», или реплитов, которые развиваются из самых крупных рабочих особей. В изобильные времена другие рабочие раскармливают их, и брюшки «бочек» раздуваются до размеров виноградины, из-за чего муравьи вообще теряют способность передвигаться; они остаются в гнезде глубоко под землей, обычно подвешенные к потолку камеры. Когда фуражиры перестают приносить достаточно пищи, рабочие возвращаются к «бочкам» и побуждают их отрыгивать капельки питательной жидкости, поглаживая их усики.

Если судить объективно, не так уж велика разница между человеческой четой, воспитывающей детей, со всеми сопутствующими радостями^[105], и парой пчел-сестер, бросающихся на шершня – и на верную смерть – ради защиты семьи. В обоих случаях особи делают то, что им «нужно» делать. Но если исходить из наивного представления об эволюции как о процессе, улучшающем жизнь животных, то кастовая система перепончатокрылых выглядит шокирующей антиутопией. Мэтт Ридли в книге «Секс и эволюция человеческой природы» высказал отличную, хотя, наверное, не слишком глубокую мысль: животные «преследуют интересы своих эгоистичных генов – порой при этом обходясь со своими собственными телами легкомысленно или жестоко»^[106]. Здесь я снова использую антропоцентрический подход: откровенно говоря, это слишком напоминает рабство.

Если мои аргументы недостаточно убедительны, давайте рассмотрим еще пару примеров, так как я все же вынужден согласиться с тем, что кажущееся рабство рабочих каст, служащих интересам царицы, нельзя приравнивать к рабству в том смысле, в котором мы обычно употребляем это слово. В конце концов, рабочие разделяют с царицей общие интересы, по крайней мере генетические. И если хоть в каком-то смысле можно утверждать, что царицы выбирают свою комфортную жизнь, когда все их обслуживают, в то время как они производят на свет тысячи яиц, о которых заботятся другие, то рабочие-самоубийцы руководствуются точно такой же «свободой выбора», и, следовательно, их жизнь можно считать столь же полноценной. Напротив, у людей ни один раб не может преследовать личные интересы, ни генетические, ни какие-либо иные, работая на хозяина. Но подобное рабство также существует в муравьином мире, и оно не могло бы существовать без появления в процессе эволюции крайнего альтруизма.

Принудительный труд

Начну со сравнительно скромного примера, который можно привести в качестве достаточно убедительного аргумента в пользу того, что репродуктивные амбиции особей – если вы готовы принять такое понятие – подавляются против их воли. Diacamma – род муравьев, у которых нет четкого различия между царицами и рабочими; у этих так называемых безматочных видов все рабочие рождаются с одинаковым репродуктивным потенциалом, но одна или несколько доминантных особей могут заявить свои права на спаривание и отложить яйца для всей колонии. Такие способные к размножению самки называются гамэргатами, и их потомство обеспечивает им колоссальную прямую приспособленность. Однако их положение непрочно – любая рабочая муравьиха теоретически может изгнать их и занять их место. Поэтому гамэргаты начинают систематически наносить увечья только что вылупившимся рабочим, в большинстве – своим собственным дочерям. У рабочих на груди имеется пара отростков, которые называются геммами и которые помогают им спариваться, и гамэргаты попросту откусывают их, таким образом, по сути, стерилизуя самок и обрекая их на рабскую жизнь.

Поведение гамэргатов рода Diacamma крайне агрессивно и эгоистично, но должен сказать, что для искалеченных рабочих в этом все-таки есть и положительная сторона – в виде косвенной приспособленности, которую они получают благодаря произведенному гамэргатом потомству (точно так же, как и в более традиционных колониях перепончатокрылых). Этот утешительный приз явно не достается муравьиным рабам – и теперь я использую это слово в буквальном смысле – из моего второго примера. Речь идет о муравьях-рабовладельцах, которых примерно 80 видов, относящихся к нескольким неродственным родам. Их жизненный цикл полностью зависит от бесплатной рабочей силы в лице муравьев другого вида. Для последних рабство не несет никакого выигрыша в приспособленности, прямого или косвенного.

Жизнь рабочих муравьев-рабовладельцев посвящена весьма специфической цели – совершать набеги на гнезда других видов муравьев и забирать столько личинок и куколок, сколько они в состоянии унести. Когда рабы вылупляются, они ведут себя так, словно они члены колонии рабовладельцев, и выполняют все обычные обязанности. Причем некоторые виды рабовладельцев до такой степени зависят от рабов, что не способны выполнять даже базовые функции: они не могут самостоятельно заботиться о личинках, добывать себе пищу и, если поблизости нет муравейников, из которых можно похитить рабочих, обречены на гибель. Большинство видов облигатных рабовладельцев не могут основать колонию обычным путем (когда царица закладывает основу для гнезда, создавая первую камеру, а затем откладывает яйца, из которых вылупляются рабочие особи); вместо этого царица должна найти гнездо хозяев (вернее, рабов) и убить их царицу. Целый арсенал различных феромонов и алломонов^[107], выделяемых царицей, снижает агрессию у рабочих вида-хозяина, а позже побуждает их принять ее и воспитывать ее потомство. Без их помощи она не смогла бы сама заботиться о личинках.

Социальные взаимодействия

(по Gardner et al., 2007)

Наверное, можно поспорить о том, является ли рабовладение у муравьев прямым следствием альтруизма (в конце концов, оно не могло бы иметь места без преданной группы рабочих, готовой тратить 100 % своей энергии на охоту за рабами, совершенно не уделяя внимания приобретению прямой приспособленности) или всего лишь еще одним примером взламывания эвристических механизмов распознавания родства – то есть системы химического распознавания «своих» у вида-хозяина. Так или иначе, рабовладению благоприятствует естественный отбор.

Отношения со знаком минус

Теперь можно поговорить и о зловредности. Вернитесь мысленно (или буквально) на несколько страниц назад, к правилу Гамильтона, которое гласит, что естественный отбор может благоприятствовать гену альтруизма, если соблюдается следующее условие: rB > C, где r – коэффициент родства, B – репродуктивный выигрыш реципиента, а C – репродуктивная цена, которую платит альтруист. Надеюсь, не нужно пояснять, что для того, чтобы действие было альтруистическим, значение B должно быть положительным. Очевидно и то, что значение r также должно быть положительным, иначе rB будет отрицательным и не сможет превысить C. Но, как отметил сам Гамильтон, есть другой способ сделать значение rB больше C – для этого нужно, чтобы и r, и B были отрицательными^[108].

Как оказывается, это не просто гипотетическое рассуждение; значение r может действительно быть отрицательным, так как показывает, насколько близким родственником донор приходится реципиенту по сравнению со среднестатистическим представителем популяции, а реципиент запросто может оказаться более дальним родственником, чем этот средний представитель. Но как же сделать B тоже отрицательным? Естественно, навредив реципиенту – и если вред, помноженный на степень неродственности, больше, чем репродуктивная цена этого действия для донора, то правило Гамильтона соблюдается и ген, отвечающий за вредоносное поведение, может поддерживаться естественным отбором. Мы только что продемонстрировали возможность эволюции зловредности.

Существует ли на самом деле зловредность в природе у кого-то, кроме человека, – вопрос несколько более спорный, отчасти потому, что для развития подобного признака необходимы определенные условия. Во-первых, должна быть очень высокая конкуренция на ограниченной территории, чтобы устранение дальних родственников-конкурентов, связанное с высокими издержками приспособленности, приносило достаточную пользу более близким родственникам. Во-вторых, должна быть чрезвычайно развита способность распознавать родство; эвристические механизмы оценки родства, основанные на пространственной близости, здесь не сработают ввиду скученности, неизбежной при соблюдении первого условия. Однако пару примеров, по-видимому, найти можно. Начну с просто интересного случая, прежде чем перейти к тому, который вызывает бо́льшую тревогу.

Copidosoma floridanum – двухмиллиметровая паразитоидная оса, откладывающая свои яйца в яйца бабочек подсемейства Plusiinae. Взрослая самка обычно откладывает по одному-два яйца в яйца хозяйки, но, к несчастью для бабочек, эти осы обладают такой особенностью, как полиэмбриония. Это значит, что каждое яйцо делится на тысячи генетически идентичных эмбрионов, каждый из которых развивается в отдельную личинку. Если отложено одно яйцо, все личинки будут либо самцами, либо самками, а если два, то обычно обоего пола. Если бабочке особенно не повезло, то другие самки ос, в том числе, возможно, других видов, тоже отложат туда яйца. В результате зараженная гусеница, когда личинки ос приближаются к стадии окукливания, напоминает крошечную прозрачную сосиску, плотно (хотя и удивительно аккуратно) набитую рядами личинок; от нее просто ничего больше не остается. Здесь явно присутствует первое условие для развития зловредности – высокая конкуренция в ограниченном пространстве.

У ос, для которых характерна полиэмбриония, то есть способность образования нескольких зародышей на стадии яйца (существует множество видов таких ос, относящихся к нескольким родам), есть еще одна удивительная особенность: личинки-клоны развиваются, дифференцируясь на две касты – размножающихся особей и солдат. Последние бесплодны. Размножающиеся особи толстые, округлой формы и развиваются по стандартному для паразитоидных ос сценарию, пожирая ткани хозяина, пока не окуклятся, после чего из куколок выходят взрослые осы. Солдаты, напротив, тощие и никогда не живут дольше личиночной стадии; они погибают со смертью хозяина. Их единственная функция состоит в том, чтобы атаковать и убивать личинок, в том числе личинок других видов ос. В этом отношении они напоминают рабочие касты других общественных перепончатокрылых. Однако солдаты также убивают личинок своего вида, включая собственных родных братьев и сестер, что достаточно трудно объяснить. На первый взгляд такое поведение отвечает определению зловредности, так как представляет собой социальное взаимодействие (т. е. такое, в котором участвуют представители только одного вида), при котором и реципиенту, и донору наносится вред, а не оказывается помощь. Но, чтобы убедить себя в том, что это адаптивный признак (т. е. возникший в ходе эволюции в результате родственного отбора), нам необходимо продемонстрировать, что личинки направляют свою смертоносную агрессию на самых дальних родственников.

Объединенный коллектив ученых из Университета штата Джорджия (США) и Ноттингемского университета (Великобритания) под руководством Дэвида Джирона провел исследования, чтобы это выяснить. В ходе эксперимента они заразили гусениц яйцами C. floridanum из выращенной в лаборатории колонии, осы для которой были отловлены из дикой популяции в штате Джорджия. В каждую гусеницу-хозяина затем добавили другие яйца, так что исследуемые личинки оказались в одном хозяине с сестрами-клонами, родными братьями, неродственными личинками из джорджийской колонии и неродственными личинками из колонии, ос для которой отловили в Висконсине. При последующем наблюдении за личинками-солдатами выяснилось, что частота, с которой они атакуют других личинок, обратно пропорциональна степени родства с жертвой^[109]. В ходе параллельного эксперимента исследователи установили, что химические вещества в мембране личинок ос, помогающие противостоять иммунному ответу хозяина, позволяют солдатам определять родство; когда исследователи удалили мембраны и повторили первый эксперимент, корреляция между частотой нападений и степенью родства исчезла.

Таким образом, C. floridanum дает нам наглядный пример эволюции враждебного поведения. Более того, способ распознавания родства у этого вида, возможно, помогает объяснить, почему зловредность не возникала в ходе эволюции чаще. Решающую роль, вероятно, сыграл специфический набор мембранных соединений, связанных с иммунитетом. Давайте представим, что личинки ос вместо того, чтобы оценивать родство по этим веществам, использовали бы какие-нибудь другие химические маркеры. Тогда давлению отбора начали бы подвергаться те линии, у которых отсутствует агрессивное поведение, они бы «научились» имитировать этот химический сигнал и таким образом выиграли бы от а) снижения частоты нападений, б) снижения конкуренции со стороны других линий, у которых его нет. Следовательно, эта система способна работать только тогда, когда существует некое совершенно отдельное давление отбора, способствующее тому, чтобы химические сигналы оставались разными у разных линий ос.

К счастью для ос, такое давление существует – это гонка вооружений между ними и гусеницами. Последние находятся под огромным давлением отбора, направленным на развитие способов защиты от паразита, в основе которой лежит преодоление защитных свойств этих мембранных соединений. Как мы уже упоминали в главе 3, динамику коэволюции хозяина и паразита можно представить как систему «ключ – замок», в которой хозяева постоянно обзаводятся новыми типами замков, чтобы сорвать планы паразитов, которые обзавелись подходящими к ним ключами. Если тип замка редкий, это быстро становится преимуществом, так как паразиты быстрее всего «обучаются» открывать самые распространенные типы замков.

Именно так я описывал этот процесс выше, но аналогия работает и в обратную сторону: редкость ключа тоже становится преимуществом, потому что давление отбора заставляет хозяев менять те замки, которые открываются самыми распространенными ключами. Все это означает, что наряду с давлением отбора, формирующим у ос способность к имитации химических сигналов, с помощью которых осы других линий распознают родство, существует и противоположное давление, направленное на то, чтобы избегать единообразия именно этих соединений, так как такое единообразие ускорит развитие защитных эволюционных ответов хозяина. В подобном случае давление неизбежно будет сильнее, так как любой выводок ос может в той или иной степени справиться с хищниками, но не способен пережить полную потерю своего единственного источника пищи.

Возвращаясь к вирулентности

Как мы узнали из главы 3, ничто не мешает возникновению гипервирулентного (т. е. особенно смертоносного) патогена, даже если его долгосрочные перспективы невелики. Мы узнали также, что, если этот гипотетический патоген заражает того же хозяина, что и другой, не столь вирулентный штамм, тот факт, что у второго долгосрочные перспективы выжить в будущем лучше, не будет иметь значения; конкуренция между штаммами за ресурсы хозяина будет означать, что менее вирулентный штамм проиграет тактически несмотря на то, что у него выше шансы выиграть стратегически (т. е. более успешно распространиться в популяции хозяев). Все же высказывалось предположение, что альтруизм может дать по крайней мере проблеск надежды хозяевам, пораженным гипервирулентными штаммами.

Несколько чисто теоретических исследований, проведенных еще Уильямом Гамильтоном в 1960-е гг., показали, что вирулентность должна снижаться с возрастанием степени родства между различными патогенами, поражающими одного и того же хозяина. Если все патогены в организме хозяина близкородственны друг другу, то любой отдельный патоген повышает свою косвенную приспособленность благодаря репродуктивному успеху других, поэтому он платит за это, снижая свое негативное воздействие на хозяина. И наоборот, если хозяин поражен множеством неродственных штаммов, то давление отбора, побуждающее к альтруизму, отсутствует, и штаммы принимаются конкурировать друг с другом за ресурсы хозяина с логичным результатом: вирулентность не снижается. Таким образом, оптимальный уровень вирулентности определяется разнообразием паразитов, и именно к такому заключению можно прийти на основе различных математических моделей, разработанных биологами за много лет.

Ключевым словом здесь являются «модели», так как эмпирические исследования дают не столь однозначные результаты. С одной стороны, когда вирус, известный как PfNPV, поражает бабочку под названием сосновая совка, смешанные инфекции зачастую переносятся хозяином тяжелее, чем заражение одним штаммом; те же закономерности наблюдаются при заражении лабораторных мышей Plasmodium chabaudi (возбудителем малярии грызунов). С другой стороны, в обширном корпусе экспериментальных и полевых исследований P. falciparum (возбудителя малярии у человека) не просматривается четкой взаимосвязи между разнообразием паразитов и тяжестью болезни.

Следующий вопрос заключается в том, действительно ли снижение вирулентности при заражении одним штаммом имеет какое-то отношение к альтруизму. Что, если оно просто показывает, что хозяину легче дать эффективный иммунный ответ на однотипную угрозу, чем на множественную? Что еще хуже, в некоторых случаях было доказано, что альтруизм повышает вирулентность, способствуя эффективной кооперации, которая приводит к более продуктивной эксплуатации ресурсов хозяина. Например, бактерии-паразиты и их хозяева часто вступают в схватку за железо; бактериям оно нужно для роста, а хозяева (именно по этой причине) удерживают его, вырабатывая белки, которые связывают железо и делают его недоступным для бактерий. В ответ бактерии вырабатывают различные способы добывать железо, и один из них – производство собственных железосвязывающих соединений, которые называются сидерофоры. Эти химические вещества выделяются в окружающую среду (т. е. в организм хозяина), а затем, связавшись с железом, поглощаются бактерией вновь. Хотя любой конкретной бактерии явно выгодно вырабатывать такие вещества, ей еще выгоднее быть нахлебницей, которая просто поглощает железосодержащие сидерофоры, не утруждая себя их производством и выделением. Таким образом, давление отбора, порождающее мошенничество, очень велико, что, в свою очередь, создает противоположное давление на бактерий, выделяющих сидерофоры, побуждая их сокращать выработку в присутствии мошенников. А чем меньше сидерофоров, тем ниже вирулентность. Однако положение меняется в среде с одним штаммом. В таких условиях выгодно сотрудничать, увеличивая их производство не только потому, что отсутствует угроза конкуренции со стороны мошенников, но и потому, что помощь близким родственникам означает повышение косвенной приспособленности. К несчастью для хозяина, такое сотрудничество ведет к более активному использованию его ресурсов и, следовательно, повышению вирулентности.

Впрочем, довольно об альтруизме. Может ли в этом случае помочь зловредность? Возможно. Бактерии выделяют не только сидерофоры, но также и бактериоцины – белки, токсичные для других бактерий (обычно того же вида). Их производят почти все бактерии, и они крайне разнообразны; например, у кишечной палочки известно как минимум 25 различных вариантов. Как вы, возможно, уже догадались, отдельные бактерии (а значит, и их клоны) обладают иммунитетом против собственных токсинов, который обеспечивают специфические белки, подавляющие их активность, – бактерии производят их одновременно с бактериоцинами. Но производство бактериоцинов влечет за собой определенные издержки и может привести к распределению ресурсов в ущерб явно более полезным функциям (связанным с метаболизмом, ростом и размножением) и даже к гибели особи; множество бактерий, включая кишечную палочку, способно выделять бактериоцины только путем разрыва собственной клеточной мембраны, от которого они погибают.

С точки зрения организма хозяина бактериоцины – это благо; их выделение, по сути, является симптомом внутренней гражданской войны, которая может привести лишь к снижению численности бактерий, а значит, и вирулентности. Как и производство сидерофоров, которое можно рассматривать как форму альтруистического поведения, производство бактериоцинов – своего рода проявление зловредности – связано со степенью родства между бактериями, поражающими хозяина, но эта связь не совсем линейна. При низких значениях r (говорящих о дальнем родстве) бактерию, скорее всего, окружают неродственные особи, но цена производства бактериоцинов (которая в случае кишечной палочки очень высока, ведь это, по сути, самоубийство) вряд ли окупается пользой для родственников, поскольку в таких условиях их по определению мало. Поэтому уровень производства бактериоцинов будет низким, а вирулентность высокой. Аналогичным образом, когда показатель r особенно высок, польза от этой химической войны будет пренебрежимо мала, учитывая, что неродственных конкурентов, гибель которых могла бы существенно сократить конкуренцию, практически нет. Так что и в этом случае уровень производства бактериоцинов окажется низким, а вирулентность высокой. Только при промежуточных значениях r будет а) достаточно неродственных особей в непосредственной близости, чтобы вкладываться в войну было выгодно, и б) достаточно родственных особей, чтобы зловредность принесла выгоду в виде косвенной приспособленности.

В заключение следует сказать, что ни зловредность, ни альтруизм не являются ни абсолютным злом, ни абсолютным благом, и не стоит от них этого ожидать, ведь родственный отбор – как и любая другая движущая сила эволюции – действует вслепую и без какой-либо цели. Социальная динамика сотрудничества у таких видов, как львы и слоны, обусловлена тем же давлением отбора, которое вызывает раннюю смерть и страдания, связанные со старостью. По той же причине «роевое сознание» суперорганизмов перепончатокрылых, особенно ярко проявляющееся в пчелиных семьях, порождает чудесные примеры сотрудничества, трудолюбия и организации (не говоря уже о меде!), но также приводит к самоубийственным атакам и рабству. И как будто этого недостаточно, в уютных и одновременно жестоких мирах общественных видов неизменно встречаются мошенники, которые желают и могут использовать альтруистическое поведение других в собственных целях.

Однако на этом все не заканчивается. В следующей главе мы увидим, как худшие проявления обмана и мошенничества могут быть направлены не на врагов, а на самых родных и близких.

7 Крамер против Крамера против Крамера

Медея необычна.

Даже на фоне фантасмагорического карнавала ужасов, который являет собой греческая мифология с ее убийствами, колдовством, инцестом и пытками, во внучке бога солнца Гелиоса есть что-то особенно пугающее. Дело не только в том, что она убивает своего брата ради побега из Колхиды с Ясоном, своим мужем, которому она помогла украсть Золотое руно; и не в том, что позже, когда Ясон женится на другой, она в своей яростной жажде мщения отравляет его новую жену и своего свекра. Дело в том, что ее гнев на Ясона столь велик, что она также убивает собственных пятерых детей от него, зная, что он будет безутешен. Нисколько не раскаиваясь, она бежит из Афин на золотой колеснице, издеваясь над ним. Вот как звучат ее слова в изложении древнегреческого драматурга Еврипида:

Медея – детоубийца, и ее преступление – одно из величайших табу в западном обществе XXI в. В Греции V в. до н. э., когда была впервые поставлена трагедия Еврипида «Медея», дело, конечно, обстояло несколько иначе – закон дозволял отцам убивать собственных младенцев, но, судя по развитию событий в пьесе, можно сделать вывод, что совершение этого преступления матерями – тем более из чистой мстительности – все же шокировало общество. Разумеется, детоубийства происходят и в наши дни, хотя в современных промышленно развитых странах это преступление совершается преимущественно в приступе отчаяния или по причине душевной болезни (или того и другого вместе): уровень и динамика детоубийств сопоставима с динамикой самоубийств, а не убийств. Более того, история Медеи (к счастью) представляет интерес и поучительна лишь для специалистов по античности, а не биологов, ведь Медеи никогда не существовало. Это не значит, впрочем, что естественный отбор никогда не поощряет убийство собственного потомства, и хотя нам следует быть исключительно осторожными в том, что касается извлечения уроков из эволюционной биологии^[111] – особенно с учетом влияния культуры, способной полностью нивелировать действие биологических механизмов, – в детоубийстве тем не менее есть логика, которая заслуживает понимания. То же относится к братоубийству, отцеубийству и изнасилованию: все это встречается у различных видов животных помимо человека. И в этом следует винить не отчаяние и не болезнь, а простую генетическую целесообразность.

Фанатики приспособленности

Теперь нас уже не должно удивлять, что любое поведение, направленное на максимальное повышение приспособленности, может поощряться естественным отбором, каким бы извращенным оно ни казалось нам на первый взгляд. Таким вызывающим недоумение примером является странное поведение одного из самых социальных видов птиц – сероголового общественного ткача. Время от времени за этими птицами замечают, что они выбрасывают из гнезда собственные яйца. Поведение, которое биологи так и называют выбрасыванием яиц, встречается не так уж редко, по крайней мере у птиц, строящих общественные гнезда; многие виды проявляют подобное коварство с целью добиться различных преимуществ над соседями. Однако другие птицы выбрасывают чужие яйца, а сероголовые ткачи вредят сами себе.

Как и другие представители семейства ткачиковых, эти птички размером с воробья строят сложные «многоквартирные» гнезда и обычно селятся на одном дереве колониями, состоящими из нескольких сотен особей. Такие огромные скопления птиц обеспечивают определенную степень защиты от одних хищников, но в то же время могут привлекать других. Особенно опасны для ткачиков змеи, питающиеся яйцами, причем стоит змее однажды стащить яйцо из какого-либо гнезда, как она вскоре возвращается туда же, чтобы попытаться взять следующее. По этой причине риск лишиться еще одного яйца из общего гнезда, из которого одно уже пропало, выше, чем риск потери яйца из гнезда, которое пока еще не обнаружено хищником. При соблюдении этого условия в дело вступает арифметика совокупной приспособленности.

С точки зрения родителей, яйца, оставшиеся в гнезде, которое подверглось нападению, «стоят» меньше, чем то же самое количество яиц в нетронутом гнезде, так как их вероятность сохраниться до вылупления ниже (ведь змея теперь знает, где они находятся). У родителей есть выбор: или продолжать вкладывать время и усилия в уже отложенные яйца, которые могут погибнуть, или начать все заново новой кладкой, так как в этом случае риск подвергнуться нападению хищников меньше. Второй вариант влечет за собой энергетические затраты на откладывание новых яиц, но если их перевешивает ожидаемая выгода от снижения риска нападения, то такой выбор будет предпочтительнее. Более того, его обычно легче сделать. В гнезде, где побывала змея, в среднем меньше яиц, чем в нетронутом, по очевидной причине. К тому времени, когда остается только одно яйцо, принять решение будет совсем просто, и на этом этапе яйцо обычно выбрасывают.

Очевидно, вы уже задались вопросом, почему бы просто не оставить яйцо в гнезде – зачем тратить силы на его выбрасывание? Гнезда для ткачиков очень ценны, их постройка отнимает много времени, поэтому «переезд» – неподходящая альтернатива: нужно вновь использовать то гнездо, которое уже имеется в наличии. Это может показаться несколько бессмысленным, ведь резонно предположить, что следующая кладка яиц будет подвергнута такому же повышенному риску нападения хищников, как и одно яйцо, которое родители только что выбросили: в конце концов, змее известно, где это гнездо находится. Но в реальности повышенный риск исчезает, возможно, благодаря временно́му промежутку между выбрасыванием яйца и появлением в гнезде новой кладки. Память у змей, по-видимому, недолгая, и они повторно посещают гнездо, которое обнаружили, лишь через короткий промежуток времени. Если они ничего там не находят, то вряд ли вернутся к нему позже в течение сезона размножения, разве что случайно. Поэтому вторая кладка будет в большей безопасности, но только если между кладками гнездо оставалось пустым достаточно долго; таким образом, выбрасывание яйца – необходимое условие выживания.

По аналогичной причине львица может бросить детеныша, если он остался один. Основная цена заботы о детенышах – потраченное на них время; выращивание детенышей занимает примерно два года, в течение которых львица не может забеременеть и поэтому теряет потенциальные выгоды от будущего потомства. Эти затраты одинаковы независимо от того, заботится она об одном детеныше или о троих, и она потенциально может повысить свою совокупную приспособленность, пожертвовав одним детенышем, чтобы родить троих чуть раньше, чем могла бы, если бы растила одного до возраста самостоятельности. Как в большинстве случаев, описанных в этой главе (и в большинстве примеров поведения животных, приведенных в книге), львица не принимает сознательное решение; она не взвешивает все за и против сохранения единственного детеныша. Она просто является потомком той линии львов, чьи гены (случайным образом) заставляли их чаще бросать единственного детеныша, чем заботиться о нем. Такие особи были чуть успешнее, чем те, которые заботились о единственных детенышах, поэтому их потомки оказались более многочисленными.

Похожее явление наблюдается у мышей и многих других видов грызунов, хотя и по иным причинам. Самец мыши, увидев самку с мышатами, обычно при возможности убивает детенышей. Логика достаточно проста: детеныши ему не родственны, поэтому он ничего не приобретает, помогая их вырастить (т. е. позволив им выжить), и чем быстрее их устранить, тем скорее их мать будет готова к спариванию, что даст ему возможность зачать собственных детей. Многие читатели наверняка видели документальные фильмы о природе, в которых лев, только что занявший место во главе прайда, делает то же со всеми детенышами, которых обнаружит, и львицы практически ничего не могут с этим поделать. У самок мышей, однако, возник соответствующий эволюционный ответ – хотя он проявляется только тогда, когда они беременны, а не после рождения потомства.

Беременные самки обычно избегают самцов, если только не обнаружат самца, которого сочтут более привлекательным, чем предыдущий. Такой партнер означает более приспособленное потомство, которое с большей вероятностью сможет вырасти и приступить к размножению, поэтому самке выгодно найти такого самца. Но ей все-таки придется сначала родить, из-за чего возможность снова забеременеть откладывается. Это потеря времени, а еще потеря энергии, необходимой для вынашивания этих детенышей, так как новый самец все равно их убьет. При возможности, особенно если новый самец достаточно привлекательный, самке может быть выгодно перестать вкладывать ресурсы в нерожденных детенышей и вместо этого посвятить остаток своей короткой жизни выращиванию нового, более приспособленного потомства. Как бы жестоко это ни выглядело, самым экономным решением был бы выкидыш – что, собственно, и происходит.

Такое поведение было впервые описано британским биологом Хильдой Брюс, которая заметила, что у беременных лабораторных мышей самопроизвольно происходят выкидыши, когда они чуют запах незнакомого самца. Так называемый эффект Брюс, который с тех пор наблюдали у множества других видов млекопитающих, включая некоторых приматов, может иметь место даже тогда, когда самка не видит и не слышит самца – достаточно его запаха. Что представляет собой этот самец, тоже не имеет значения; даже запах не самого привлекательного самца может вызвать данный эффект, поэтому в дикой природе самки, уже спарившиеся с привлекательным самцом, будут избегать вообще всех других самцов, чтобы не произошел незапланированный выкидыш.

Условная любовь

Выбрасывание яиц, выкидыши и многочисленные другие проявления детоубийства в мире природы можно представить как компромисс между текущим и будущим вложением ресурсов. Как при любом компромиссе, оптимальный баланс часто определяется внешними обстоятельствами, и условный характер решения матерей перестать заботиться о потомстве наглядно виден на примере уховерток – насекомых, у которых материнская забота является обычной, но не обязательной, в зависимости от условий. Хотя молодые уховертки способны к самостоятельной жизни еще до достижения зрелости, они продолжают пользоваться материнской заботой, которая включает чистку, защиту от хищников и кормление отрыгнутой пищей. Все произведенные на свет детеныши обеспечивают матери прямую приспособленность, у каждого из них есть ненулевой шанс выживания даже без родительской помощи, а заботясь о потомстве, уховертка приобретает дополнительную, косвенную приспособленность. Тем не менее цена этой заботы бывает разной. В ходе эксперимента, проведенного Джосом Крамером^[112] и его коллегами из Университета им. Иоганна Гутенберга (Германия), было установлено, что при нехватке пищи уховертки-матери набирают вес за счет потомства, что негативно отражается на выживании последнего по сравнению с контрольными группами, когда потомство росло без матери. Самки также с большей вероятностью стремились набрать как можно больше веса, если на момент откладывания яиц вес у них был ниже нормы. Уховертки явно применяли условную стратегию, зависевшую от цены родительской заботы; при ограниченности доступных ресурсов было выгодно вкладываться в себя (и свои будущие попытки произвести на свет потомство), даже ценой снижения выживаемости уже существующих детенышей.

Наверное, не нужно пояснять, что подобные материнские решения зачастую противоречат интересам потомства. Когда речь идет о тех видах, для которых характерна родительская забота, обычно считается, что детенышей выкармливают, пока те не станут самостоятельными, однако такое описание происходящего – по сути, определение, замкнутое само на себя: в конце концов, самостоятельность начинается тогда, когда ваши родители перестают вас кормить, так что это самоочевидное утверждение. Причем родители и дети часто по-разному определяют момент, когда наступает самостоятельность. Например, для лисенка оптимальный период материнской заботы может составлять около двух лет – это достаточно для того, чтобы вырасти здоровым и научиться выживать в разные сезоны на протяжении года, но не настолько долго для того, чтобы его мать стала помехой в поиске пары и обзаведения собственной семьей. И хотя мать тоже заинтересована (в генетическом смысле) в выживании своего детеныша, с ее точки зрения оптимальный период заботы должен быть намного меньше – несколько месяцев. Если она будет заботиться о нем дольше года, то упустит репродуктивный выигрыш в виде нового помета, а эта цена слишком высока. Конфликт интересов налицо. В случае с лисицами исход тоже вполне очевиден – мать поступает по-своему, – но не все так просто.

Птички в гнездышках

Любой, кто был не единственным ребенком в семье, хорошо знает, что братья и сестры часто конкурируют друг с другом за родительское внимание. То же самое происходит и у животных, и это объясняет, например, почему птенцы громко кричат, требуя пищи, когда кто-то из родителей подлетает к гнезду. На первый взгляд такое выпрашивание кажется излишним: что, в конце концов, родителю еще делать с принесенным червяком, как не сунуть в рот одному из отпрысков? Ничего, да и сам крик – поведение рискованное, ведь он может привлечь внимание хищников. Однако для птенцов крик может быть оправдан; хотя они в какой-то степени опасаются хищников (и стремятся экономить энергию, потраченную на крик), гораздо больше их волнует то, в чей рот попадет червяк. Выпрашивание, таким образом, – это выражение конкуренции между сиблингами^[113]. Как правило, это не отвечает интересам родителей, которые предпочли бы, чтобы птенцы вели себя тихо, не подвергая себя опасности, и хотели бы обеспечить пищей всех в равной мере – или, по крайней мере, в соответствии с их потребностями. Родители одинаково заинтересованы в выживании каждого птенца, в то время как каждый птенец прежде всего заинтересован в своем собственном выживании и лишь наполовину – в выживании своих братьев и сестер.

Я говорю «как правило, не отвечает интересам родителей». Хотя выпрашивание порой бывает проявлением эгоизма со стороны птенцов, иногда интенсивность крика объективно отражает потребность в питании – и потому служит полезной информацией для родителя, который стремится к тому, чтобы как можно больше его птенцов дожило до возраста самостоятельности. Тем не менее реакция родителей на честное выпрашивание, скорее всего, будет продиктована обстоятельствами. Кормление по потребностям, возможно, является для родителей наилучшей стратегией в условиях, когда пищи достаточно, но, когда ее не хватает, логичнее обеспечить выживание самых крупных птенцов – потенциально в ущерб более мелким сиблингам, чьи потребности объективно выше, – чем всех недокармливать, ставя под угрозу выживание всего выводка. Как известно зрителям чуть ли не любого документального фильма о размножении беркутов, конкуренция между сиблингами часто перетекает в братоубийство^[114], но родители никогда в это не вмешиваются, хотя, казалось бы, каждый птенец для них должен быть одинаково ценен. Как и уховертки, беркуты страхуют свои риски; в эксперименте Крамера уховертки жертвовали своим нынешним потомством ради собственного выживания (а следовательно, будущего потомства), в то время как беркуты предпочитают вырастить одного птенца с высокими шансами на успех, а не двух – с низкими.

Конфликт между родителями и потомством при таких решениях не столь однозначен, как может показаться на первый взгляд, поскольку как минимум отчасти их интересы в том, что касается потенциальной косвенной приспособленности, совпадают. Как уже упоминалось, у сиблингов половина общих генов друг с другом – по половине от каждого из родителей (при условии, что они полнородные), – поэтому любая особь может монополизировать внимание и ресурсы родителей только до определенного предела. Представим двух орлят в гнезде, один из которых несколько больше другого. Оба «хотят» выжить, хотя шансы на это у них неравные, учитывая неопределенность с обеспечением пищей. Каждый из них также – ровно наполовину – «хочет», чтобы выжил другой, поскольку они таким образом приобретают косвенную приспособленность. Поэтому, когда пищи более чем достаточно, птенец покрупнее может максимально повысить свою совокупную приспособленность, делясь кормом, а не монополизируя его. До тех пор пока у него сохраняется большая вероятность выживания, дополнительную пищу, которую он мог бы отобрать у сиблинга, лучше «инвестировать» в последнего. При ограниченном количестве пищи старшему птенцу, конечно, выгоднее обеспечить собственное выживание, чем полагаться на крайне малый шанс, что выживут оба.

Таким образом, вполне логично (хоть и печально), что при недостатке пищи наилучшей стратегией для мелкого орленка – перестать выпрашивать, так как пищу, которую можно получить с помощью такого поведения, лучше пожертвовать в пользу сиблинга. А именно, как только шансы на выживание крупного птенца превысят вдвое шансы мелкого, то с учетом того, что в будущем не будет недостатка в пище, добровольная смерть от голода одного из птенцов становится более выгодным вариантом с точки зрения совокупной приспособленности. (Будет непросто доказать, что орлята действительно жертвуют собой, но эмпирическое подтверждение этого оказалось бы не более удивительно, чем самоубийственное поведение при защите колонии у многих эусоциальных насекомых.)

Все вышесказанное относится к видам, у которых братоубийство факультативно – то есть уничтожение собрата по гнезду (либо прямое, либо путем лишения пищи) не является обязательным, а зависит скорее от наличия ресурсов. Так дело обстоит не всегда; у некоторых видов существует облигатное братоубийство: таковы, например, насканские олуши, хохлатые пингвины, китоглавы, кафрские орлы и большинство видов пеликанов. У этих птиц, если вылупляются два птенца, более крупный всегда убивает более мелкого. В отличие от видов, у которых братоубийство факультативно, у этих птиц уровень агрессии никак не связан с обеспеченностью пищей, хотя родители и в этом случае не вмешиваются. Здесь нет явного конфликта между родителями и потомством – по-видимому, просто нет надежды, что выживут оба птенца, так как никакое количество пищи не спасет младшего, который чаще всего вылупляется через несколько дней после первого (причем иногда во втором яйце бывает существенно меньше желтка), и таким образом ему практически гарантировано участие в неравном состязании, в котором он не имеет шансов победить.

Выгода для старшего птенца очевидна (хотя он неизбежно теряет косвенную приспособленность, убивая младшего), однако для родителей ситуация выглядит не столь однозначной: зачем откладывать два яйца, если второй птенец никогда не выживает? Лесли Клиффорд и Дэйв Андерсон из Университета Уэйк-Форест (штат Северная Каролина) провели простой эксперимент, чтобы выяснить, не лучше ли насканским олушам откладывать одно яйцо вместо двух. В месте гнездования олуш на Галапагосских островах они добавляли по одному яйцу в большую выборку кладок с одним яйцом (по одному яйцу олуши обычно откладывают, когда не хватает пищи) и убирали по яйцу из кладок с двумя яйцами, одновременно наблюдая за контрольной группой нетронутых кладок из одного и из двух яиц. Результаты были вполне однозначными: кладки из одного яйца, в которую было добавлено второе, давали в среднем больше оперившихся птенцов, чем нетронутые кладки из одного яйца, а кладки из двух яиц, из которых одно было изъято, давали меньше птенцов, чем нетронутые кладки из двух яиц. Здесь следует пояснить, что не было ни одного гнезда, в котором успешно выросли бы два птенца, но в тех, в которых изначально яиц было два, птенец вырастал с большей вероятностью, чем в тех, в которых было только одно яйцо. Второе яйцо, по-видимому, играет роль запасного на случай гибели первого, и самке выгодно его откладывать, даже если ни в одной кладке никогда не будет двух выживших птенцов^[115].

Ловушка для родителей

В 1977 г. израильский биолог Амоц Захави предложил несколько иное объяснение выпрашивающему поведению у птенцов. С его точки зрения, родители вознаграждают самого шумного не потому, что обмануты и думают, будто самый громкий крик отражает самую большую потребность в еде, а потому, что, так сказать, платят за молчание. Крики, связанные с выпрашиванием корма, как я уже упоминал, сопряжены с риском, и чем они громче, тем риск больше. Согласно гипотезе Захави, птенцы шантажируют родителей, чтобы те заткнули им рты пищей, делая ставку на то, что хороший шанс получить больше пищи стоит небольшого шанса привлечь внимание хищника. Имея дело с шумным потомством, родители должны не только увеличивать частоту кормлений, но и даровать самому громкому крикуну монополию на пищу, чтобы прежде всего заткнуть самый громкий рот. Излишне говорить, что конкуренция между сиблингами за эту монополию будет способствовать увеличению громкости криков.

Так ли это? Могут ли птенцы намеренно привлекать хищников и таким образом заставлять своих родителей платить выкуп, используя собственную жизнь как залог? К сожалению для тех, кто предпочитает эксцентричные объяснения прозаическим, ответ будет «скорее всего, нет». Как отметил Ричард Докинз, это адски невыгодная игра. Рассмотрим пример с одним птенцом: если для него цена собственной жизни равна единице, то для родителей она стоит половину единицы, так что у птенца очень крупная ставка и очень маленький потенциальный выигрыш. Если размер кладки больше, то ставка родителей выше, но тогда ставка выше и у каждого орущего птенца, так как у каждого из них есть половина генов каждого сиблинга (при условии, что родители моногамны). В любом случае идея, что подобный шантаж может увеличить частоту кормлений, не выдерживает критики при внимательном изучении поведения птенцов в дикой природе, которые, как правило, начинают орать только тогда, когда родитель подлетает к гнезду, и замолкают, стоит ему улететь. Чтобы заставить родителей чаще прилетать к гнезду с пищей, птенцам надо кричать в их отсутствие. Как и подсказывает здравый смысл, они этого не делают.

Вторая серьезная проблема с этой формой шантажа состоит в том, что угрозе не хватает правдоподобия. Что, если родители раскроют блеф птенцов? Птенцам уже не будет смысла продолжать орать, ведь они не получат ничего, а риск привлечь внимание хищников остается. Что еще важнее, птенцы понятия не имеют, далеко ли родители и слышат ли они их, поэтому шумные птенцы рискуют своей безопасностью без всякой гарантии вознаграждения. Результатом станет то, что естественный отбор будет благоприятствовать тем линиям, в которых птенцы перестают орать, если не получают немедленного вознаграждения. Излишне говорить, что родителей это устраивает.

Чтобы шантаж был убедительным, необходимо пойти на значительные реальные издержки, тем самым исключив вероятность блефа (потому что такое действие необратимо). Существует ли в реальной природе подобная стратегия, пока неясно, но некоторые математические модели показывают, что она по крайней мере возможна. Подобный тип родственного шантажа – когда тот, на кого может быть направлено альтруистическое действие, пытается принудить альтруиста помочь ему с выращиванием потомства – происходит по нескольким возможным сценариям. Примером одного из них служит поведение бумажной осы Belonogaster juncea, самки которой часто – но не всегда – объединяются в небольшие коалиции для выполнения различных обязанностей, таких как строительство гнезда, его защита и поддержание в нем порядка, причем одна самка все же стремится монополизировать репродуктивную деятельность. Иногда самки делают все это в одиночку, но успех целого гнезда коррелирует с количеством обитающих в нем взрослых особей, поэтому для основательницы (которая обычно в первую очередь получает право на размножение) вполне очевидно, что чем их больше, тем лучше. Однако не столь очевидно то, почему потенциальные помощницы вообще соглашаются присоединиться к ней, ведь любая из них в принципе может основать собственное гнездо и обзавестись собственным потомством. Именно в этот момент появляются возможности для шантажа. У осы-основательницы есть выбор: вывести небольшое число дочерей, которых она легко сможет вырастить в одиночку – пусть и с высоким риском нападения хищников, когда она улетает за пищей, – либо отложить больше яиц, тем самым безвозвратно расходуя много ресурсов, которые наверняка пропадут без посторонней помощи. Если некоторые из потенциальных помощниц – ее сестры, то она, по сути, их весьма успешно шантажирует, отложив яйца, которые погибнут, если сестры ей не помогут, ведь в этом случае они потеряют часть своей косвенной приспособленности; ее «безответственность» создает им возможность спасти свой вклад в общие гены.

Еще один вероятный сценарий связан с конфликтом между полами. Если мы возьмем как отправную точку тот факт, что любой отдельный организм, по сути, представляет собой машину, запрограммированную на оптимизацию своей приспособленности, то идеальным результатом для него будет максимально улучшить соотношение вложенных усилий и репродуктивного успеха. Согласно этому предположению, заветная цель всякого существа, сформировавшегося в ходе эволюции, – это бесконечное размножение с нулевыми затратами. Ближе всего к этой цели подошли кукушки, откладывающие яйца, которые высиживает кто-то другой, и если бы этот трюк удалось провернуть другим видам, они бы несомненно это осуществили. Но пример с кукушками всего лишь наиболее очевидное проявление желания получить что-то бесплатно – это стремление лежит в основе конфликтов чуть ли не у всех видов, размножающихся половым путем.

Представим пару камышовок, которой повезло и в гнезде у них не появился паразит-самозванец, подкинутый кукушкой. К чему они стремятся? Разумеется, произвести в течение своей жизни как можно больше других камышовок (не забываем всё, что мы говорили насчет телеологических формулировок). Хотелось бы думать, что цель у них общая, но в действительности все вовсе не так гармонично: каждой особи будет лучше, если другая возьмет на себя больше забот по выращиванию птенцов, так как «вознаграждение» неизбежно делится пополам вне зависимости от вложенного труда. Сокращение трудозатрат одного из родителей означает также, что у него остается больше возможностей завести детей где-то в другом месте; даже у людей, хотя мужчинам, по-видимому, выгодно оставаться моногамными и воспитывать общих детей совместно с их матерью^[116], они все-таки могут получить огромный потенциальный выигрыш в приспособленности от рождения большого количества детей от разных женщин, при условии, что этих женщин удастся убедить нести все затраты на детей в одиночку. Это тоже своего рода нахлебничество, не сильно отличающееся^[117] от того, которое практикуют кукушки, и хотя обычно эта стратегия доступна лишь самцам (в силу объективных биологических различий), самки тоже иногда ее используют; вспомним, например, плавунчиков (мы говорили о них в главе 4), у которых самка делает несколько кладок яиц и оставляет их на попечение нескольких самцов. Это не пример патологического материнского бессердечия, а просто самая выгодная сделка, которую она может заключить, и если бы самки других видов могли безнаказанно это делать, они бы тоже так поступали.

Итак, мы установили, что между полами существует конфликт интересов. Совсем скоро мы поговорим о его последствиях, но вначале хочу высказать предположение, что одна из возможных тактик самки для борьбы с самцами, уклоняющимися от отцовских обязанностей, – это шантаж. Когда самка камышовки откладывает яйца, она сталкивается с вероятностью того, что оплодотворивший их самец ее бросит. Если бы не было никаких сомнений, что самка сама способна позаботиться о кладке и вырастить птенцов в одиночку, это однозначно было бы для него наилучшей стратегией; как и самке плавунчика, ему следовало бы попытаться зачать как можно больше потомков и оставить их на попечение своих многочисленных партнерш. Но это «если бы» имеет решающее значение. Что, если бы его самоустранение, напротив, означало полную гибель кладки? В этом случае его (пусть минимальный) вклад пропал бы зря, он может иметь сколько угодно партнерш и тем не менее остаться без потомства. Поэтому для самки наиболее удачная стратегия – постараться, чтобы выводок, а соответственно и ее вклад, был настолько велик, чтобы она не могла справиться с ним одна. Когда самка избирает такой способ, интересам самца больше отвечает совместная забота о потомстве. И самка в этом случае, в отличие от выпрашивающих пищу птенцов, не может понизить ставку – ведь она вложилась полностью, и это уже нельзя счесть блефом, – поэтому у него не остается места для маневров.

Как и в случае с бумажными осами, неизвестно, встречается ли эта форма шантажа на самом деле где-нибудь в природе, но теоретически она может быть распространена очень широко. Патрик Кеннеди и Энди Рэдфорд из Бристольского университета отметили следующий парадокс: даже если бы такая стратегия была успешной, мы не смогли бы найти никаких доказательств ее существования, так как из-за наличия сдерживающего фактора блеф со стороны получателя выгод так и оставался бы неразоблаченным. Например, мы не видим, чтобы самцы камышовок бросали гнездо с шестью яйцами и тем самым рисковали своей приспособленностью, потому что данную конкретную мужскую стратегию естественный отбор давным-давно устранил из генофонда. Шантаж продолжает существовать, невидимый в блеске собственной победы.

Некоторым читателям может показаться неприятной сама идея шантажа в отношениях между представителями двух полов – особенно между двумя особями, совместно выращивающими потомство. Но все может быть значительно хуже. На самом деле, при тщательном изучении литературы о конфликте полов остается впечатление, что нет более мощного двигателя эволюционной креативности, чем стремление ущемить интересы своего партнера.

Шустрые самцы-сникеры

Представьте взрослого лосося – само воплощение мощи и элегантности, существо, наделенное неутомимым духом, побуждающим его плыть сотни километров по океану, чтобы добраться до устья своей родной реки, где он прыгает вверх по водопадам, бросая вызов гравитации, теории вероятности и здравому смыслу. Столь грандиозные усилия, в свою очередь, приводят к катастрофическим последствиям для таких рыб. У шести тихоокеанских видов каждая особь совершает подобное путешествие лишь один раз и вкладывает в единственный акт размножения столько, что ее организм не может этого пережить. У лосося под конец нереста распадаются внутренние органы, кожа и даже глаза – и все это плата за то, чтобы обеспечить себе энергию, необходимую не только для путешествия, но также для производства икры (у самок) и борьбы (самцов между собой, а самок – с неподходящими самцами). Лосось приносит величайшую жертву за возможность передать свои гены потомству, но, умирая от истощения в верховьях реки, где он вылупился мальком за несколько лет до этого, – когда биение сердца и ток крови в конце концов замирают в нем, когда орлы клюют бьющиеся тела его собратьев, когда его тушка начинает разлагаться на солнце – он по крайней мере может быть уверен, что все это было не зря.

А может быть, зря? Иногда бывает и так.

Если внимательно присмотреться к неглубоким речушкам, в которых наш лосось появился на свет, мы увидим несколько иную картину. Лососи в большинстве своем проходные рыбы, то есть вылупляются из икры в пресной воде (обычно в небольших ручьях в верховьях рек), затем мигрируют в море, где растут, проводя несколько лет в соленой воде, прежде чем вернуться для единственного, последнего путешествия в свой родной ручей на нерест. Начальный период развития в пресной воде продолжается несколько лет; только вылупившись из икринок, ювенильные особи сначала, на стадии свободного зародыша, остаются в гнезде, получая питание за счет желточного мешка, составляющего до 70 % массы их тела. Когда запасы желтка полностью истощаются, личинки уплывают из гнезда и начинают кормиться планктоном, превращаясь в мальков, которые, в свою очередь, позже превращаются в так называемых пестрянок, отличающихся полосками на боках. Когда рыбы готовы направиться вниз по ручью, они претерпевают еще одно превращение – впервые обзаводятся серебристым блеском, теперь их называют смолтами, – и, уже добравшись до моря, смолты медленно, в течение нескольких лет развиваются и взрослеют. Только в море они становятся полностью взрослыми перед долгим путешествием обратно, в родную реку.

Это стандартный вариант жизненного цикла лососей, но не единственный. Некоторые пестрянки так и не теряют своих полосок; они не становятся серебристыми, не превращаются в смолтов и не отправляются в море. Они остаются на месте и ждут.

Здесь важно отметить, что лососи не совокупляются^[118]. Вместо этого самка роет на дне ручья ямку, откладывает неоплодотворенную икру и дозволяет самцу, которого считает достойным, выпустить на икринки облако своих половых клеток (из семенных желез, которые называются молоки). Затем он будет агрессивно охранять оплодотворенную икру от соперников. Эти самцы – недавно вернувшиеся после того, как несколько лет с бурлящими в крови гормонами героически бороздили открытое море, – только что претерпели быстрые, глубокие изменения в физиологии, призванные помочь им выполнить эту задачу; они покраснели, а представители некоторых видов приобрели большой горб на спине, крючковатую верхнюю челюсть и клыки, которые они используют при атаке на других самцов…

…если узнают об их присутствии. Потому что посреди яростных схваток, сопровождаемых ударами и укусами, бурлением воды и тестостерона – но, возможно, немного поодаль от этих 50-килограммовых левиафанов, вырывающих друг из друга куски плоти, – затаились пестрянки, которые никогда не выходили в море. Таких особей у лососевых биологи называют раносозревающими самцами (или карликовыми самцами), а применительно к другим животным – самцами-сникерами (от английского sneak – «подкрадываться, делать что-то украдкой», буквально «подкрадывающимися самцами»)^[119]. Такие карликовые самцы являются раносозревающими в том смысле, что достигли половой зрелости, сохраняя все внешние признаки безобидной молоди; роскошные альфа-самцы понятия не имеют, что эти невзрачные недоросли составляют им конкуренцию. «Подкрадывающийся» самец, как и предполагает его название, украдкой оплодотворяет кладки икры всякий раз, когда представится такая возможность.

Хотя редко бывает так, чтобы икру какой-либо самки оплодотворяли преимущественно карликовые самцы, это, безусловно, случается с той или иной степенью регулярности, и вклад, который такие самцы вносят в следующее поколение, часто превышает 20 %. Преимущества жизни карликового самца очевидны, если рассматривать их с точки зрения соотношения затрат и выгод, но, разумеется, не все происходит так, как им хочется; многим из них за весь сезон так и не удается оплодотворить ни одной икринки – их отгоняют доминантные самцы и разборчивые самки. Раннее созревание всего лишь стратегия, у которой, как и у ухода в море на несколько лет, есть свои выгоды и издержки, варьирующие от года к году и в зависимости от обстоятельств.

Развитый не по годам карликовый самец одурачивает и самку, и доминантного самца: ничего не подозревающей самке он навязывает свои нежелательные гены и одновременно вселяет в выбранного ею самца ложную уверенность в том, что тот успешно оплодотворил кладку икры. Этот незаметный ловкий трюк, по сути, является способом обойти сексуальные предпочтения самки – то есть протащить собственную генетическую повестку за ее счет, – и это не единственный способ добиться такого результата; у других видов в ходе эволюции возникло бесчисленное количество других способов.

Конфликт полов проявляется в двух основных сферах: первая, как мы видели на примере камышовок, – это родительский вклад в потомство, а вторая – спаривание и оплодотворение (чуть позже мы рассмотрим несколько менее значительных областей этого конфликта). Во второй области дисгармония проявляется, возможно, не столь явно, но логика примерно та же, что в случае с родительским вкладом. Так как самкам приходится вкладывать в каждый цикл размножения больше ресурсов, чем самцам, их вклад в потомство имеет бо́льшую ценность; самке необходимо быть более разборчивой в отношении тех, кому она позволяет оплодотворить свои яйцеклетки, в то время как самцы могут позволить себе быть легкомысленными. Возьмем такое крупное млекопитающее, как тихоокеанский морж, о котором мы говорили в предыдущей главе. У самки жесткий лимит на количество детенышей, которых она способна произвести за всю свою жизнь (вероятно, около двадцати). Поэтому ей лучше всего максимизировать свою приспособленность, добившись того, чтобы как можно больше из них дожили до половой зрелости – чем ближе к 100 %, тем лучше. Один из способов сделать это – выбрать наилучшего из доступных самцов. Напротив, у самца нет очевидных ограничений; теоретически он может зачать детенышей столько, сколько у него возможностей для спаривания – их число вполне может достигать нескольких сотен, – так что ему лучше всего максимально повысить свою приспособленность, стараясь зачать как можно больше детей. Эти различия в ограничениях приспособленности означают, что – проще говоря – самки делают ставки на процент выжившего потомства, а самцы на его численность. Эти две игры редко совпадают. Такая базовая динамика порождает много мошенничества, жестокости и страданий.

Секретные операции

В 2018 г. Хелен Тейлор, специалист по генетическому разнообразию и охране природы, придумала оригинальный способ сбора средств на исследование и сохранение редкой новозеландской птицы хихи^[120]. Тейлор интересовалась влиянием инбридинга на качество мужских половых клеток и собрала образцы у 128 самцов, чтобы сравнить подвижность и функциональность их сперматозоидов, но быстро усмотрела в своем исследовании возможность привлечь внимание общественности к этой теме. Вместе со своей исследовательской группой она создала сайт, на котором можно было поставить 10 новозеландских долларов на какого-нибудь самца. Победителем становился тот, кто поставил на самца с самыми быстрыми сперматозоидами. «Великая гонка сперматозоидов птицы хихи» привлекла внимание десятков новостных агентств по всему миру и ставки из 17 стран, благодаря чему было собрано более $11 000NZ на спасение хихи от вымирания.

Доктор Тейлор первой признала, что ключевую роль в успехе «гонки сперматозоидов» сыграл фактор новизны, но, если серьезно, скорость сперматозоидов действительно имеет значение – и не только для азартных любителей природы, – так как конкуренция между самцами не заканчивается в момент спаривания. Ведь самка после этого может сразу найти другого самца и тоже спариться с ним; кто из самцов в результате окажется отцом данных отпрысков, будет зависеть от везения, и самец, не учитывающий этот риск, вряд ли оставит многочисленное потомство. Достаточно стандартная первая линия обороны у самцов – просто надзирать за самкой после спаривания, чтобы убедиться, что у других самцов не будет шансов. Охрана партнерши может порой казаться чуть ли не умилительной, и, если самка специально выбрала первого самца, такая ситуация может ее вполне устраивать. Но более вероятно, что ей захочется сохранить возможность оплодотворить свои яйцеклетки спермой более качественного партнера, если позже она такого встретит. Первый самец находится под давлением отбора, требующим это пресечь, в то время как самка находится под соответствующим давлением, требующим от нее сохранять свободу выбора. Однако это все еще обычный конфликт, в котором самцы просто дерутся друг с другом, как они могли бы драться до спаривания. Настоящая драма начинается только после того, как ружье, так сказать, уже выстрелило.

Конкуренция сперматозоидов – это разновидность полового отбора, при котором самцы соревнуются за доступ к самкам, только арена битвы внутренняя, а сама битва происходит после спаривания. Представьте, что два оленя, вместо того чтобы сшибаться рогами в поединке за самку, посылают соперничающие армии сперматозоидов, которые будут сражаться друг с другом в ее половых путях. (Возможно, картина не слишком эффектная, зато точная.) Существуют некоторые базовые тактики, появление которых вполне очевидно, – такие как увеличение скорости сперматозоидов, их числа и запасов энергии, но гонка вооружений в этой области длится уже миллионы лет, и за это время все стало существенно сложнее, так что простого улучшения подготовки «солдат» оказалось недостаточно. В основе этой гонки лежат два вида борьбы: один между соперниками-самцами, другой между самкой и сперматозоидами тех самцов, которых она не хочет допустить к оплодотворению своих яйцеклеток.

Чисто механический способ для самцов повысить ставки – сделать так, чтобы сперматозоид сразу оказался как можно ближе к яйцеклетке, что способствует появлению в процессе эволюции хитроумных органов проникновения (да, я говорю о форме и размерах пенисов и их аналогов). Разумеется, подобные меры приводят к гонке вооружений между самцами, а также к контрадаптациям у самок, что выливается в такие курьезы, как аргентинская савка^[121] – утка, у самцов которой фаллос^[122] может достигать 42,5 см, что немного превышает длину тела самой птицы. Кроме того, этот фаллос закручен штопором – несомненно, эволюционный ответ на спиральную клоаку самок. Патриция Бреннан и ее коллеги из Шеффилдского университета обнаружили печальную – хотя и предсказуемую – корреляцию между сложностью строения гениталий и количеством насильственных спариваний у гусей и уток: чем чаще встречается нежелательное внимание со стороны самцов, тем сложнее устроены половые пути самок, что проявляется не только в удлинении и усложнении их формы, но также в появлении тупиковых полостей, препятствующих движению сперматозоидов. (Кстати, не могу не упомянуть о результате другого исследования Бреннан, показавшего, что фаллос селезня индоутки выворачивается наружу – то есть становится эрегированным – за 0,36 секунды, то есть его кончик движется со скоростью 1,6 м/с. Кроме того, было установлено, что выворачивание происходит более успешно в прямой стеклянной трубке или спиральной трубке, закрученной против часовой стрелки, и менее успешно в трубке, закрученной по часовой стрелке – имитирующей половые пути самки, – или согнутой под углом в 135°. (Вряд ли Аттенборо в своих фильмах о природе рассказывал про это.)

Адаптивные признаки мужского полового органа не исчерпываются увеличенной длиной или изгибами; часто присутствуют также зазубрины и крючья, чтобы максимально увеличить количество времени, которое пара проводит в сцепленном состоянии, гарантируя таким образом доставку эякулята до яичника. Кончики фаллосов также часто украшены структурами, позволяющими удалять сперму других самцов, уже присутствующую в половых путях самки. У вышеупомянутой аргентинской савки, например, на конце есть нечто вроде кисточки, а у стрекоз – изогнутые, ложкообразные отростки с направленными назад щетинками^[123].

Вероятно, еще более эффективным, чем изменение формы фаллосов, является комплекс химических адаптаций, обусловленных конфликтом полов. Самая простая из них – копуляционные пробки, которые состоят из загустевших выделений вспомогательных желез и, по сути, принуждают самок к воздержанию после спаривания, мешая в дальнейшем доступу сперматозоидов других самцов к яйцеклеткам. Такие пробки широко распространены и встречаются у многих видов змей, ящериц, приматов, грызунов, виверровых^[124], крабов и бабочек. (У некоторых пауков и мух пробка представляет собой попросту отломанный орган проникновения, что, конечно же, не требует особых эволюционных ухищрений.)

На тот случай, если все это выглядит несколько односторонне, добавим, что ответы самок отнюдь не ограничиваются сложным внутренним строением половых органов; существует целый набор механизмов, используемых ими во время или после спаривания, которые способствуют оплодотворению сперматозоидами конкретных самцов. Более того, так называемый скрытый выбор самки – одна из самых многообразных и увлекательных тем в современной биологии. Он начинается во время спаривания, когда самка может прекратить совокупление в любой момент, чтобы минимизировать или, наоборот, максимизировать количество эякулята конкретного самца; так, у самок водомерки на брюшке есть длинные изогнутые шипы, которые мешают самцу как следует обхватить самку при копуляции, позволяя ей таким образом в той или иной степени контролировать ситуацию.

Успешная эякуляция вовсе не гарантия того, что самец добился своей цели (даже если не появится следующий самец, который выгребет его сперму), так как самки многих видов умеют обнаруживать и выборочно сбрасывать сперму неподходящих самцов. Кроме того, сперматозоиды то и дело подвергаются фагоцитозу (т. е. атаке со стороны клеток иммунной системы), их переваривают или иным способом выводят из строя с помощью спермицидных веществ; более того, самка может повлиять даже на результат встречи сперматозоида с яйцеклеткой. Например, яйцеклетки морских ежей избирательно принимают сперматозоиды с таким же вариантом поверхностного белка (биндина), что и их собственный.

Токсичная маскулинность

Ни одна из этих контрадаптаций, впрочем, не способна полностью устранить отрицательные последствия конкуренции сперматозоидов для самок, и эволюционные результаты этих последствий все еще вызывают споры. Такие адаптации, как охрана партнерши, агрессивное спаривание, удаление спермы соперника и копуляционные пробки, имеют побочный эффект в виде снижения приспособленности самок, так как ограничивают их контроль над выбором вариантов оплодотворения (с большей или меньшей эффективностью), и, хотя для самок это является существенным недостатком, другие последствия конкуренции сперматозоидов еще ужаснее. Наглядный пример – семенная жидкость насекомого, часто используемого в лабораторных исследованиях, скромной плодовой мушки Drosophila melanogaster. Белки этой жидкости оказывают несколько видов воздействия, в том числе уничтожают сперматозоиды других самцов, стимулируют откладывание яиц самкой и снижают ее восприимчивость к последующим спариваниям. Это уже достаточно скверно, но экспериментальные данные показывают, что эта семенная жидкость также откровенно ядовита; спаривание для самок плодовой мушки опасно для жизни.

И это еще не все. Оказывается, человек не единственный биологический вид, практикующий калечащие операции на женских гениталиях. Фаллос самца зерновки четырехпятнистой^[125] обладает жесткими шипами, которые выдвигаются во время копуляции, повреждая половые пути самки, и лабораторные эксперименты показывают, что при усилении конкуренции между самцами они эволюционируют так, чтобы наносить больше повреждений. Даже те самки, которые, казалось бы, все делают по-своему, могут пострадать при спаривании: самцы нескольких видов пауков-кругопрядов (у которых самки часто съедают самца) отламывают скапус – важную для спаривания структуру наружных гениталий самки – и таким образом мешают ей спариться снова. Тот факт, что она может потом съесть самца, наверное, слабое утешение при потере дальнейшей возможности спариваться, но все-таки паучихе не приходится так плохо, как самке постельного клопа. Самцы двух видов рода Cimex практикуют травматическое осеменение – то есть подкожную инъекцию спермы прямо в отверстие, проколотое в брюшке самки. Этот процесс происходит именно так, как звучит его описание, – он жестокий и механический, и причина не в том, что у несчастных самок отсутствуют функциональные половые пути, через которые самцы могут осеменить их традиционным способом (они у них есть, яйца ведь должны откуда-то выходить); просто самцы предпочитают их не замечать. При этом часто возникают инфекции, и выживаемость самок снижается из-за процесса спаривания, который, по некоторым оценкам, происходит в 20 раз чаще, чем это оптимально для репродуктивной приспособленности самки^[126].

В таких случаях репродуктивная цена для самок очевидна, но очевидна также и репродуктивная цена для их партнеров. В конце концов, ни у одного из видов, перечисленных в этом длинном списке примеров неджентльменского поведения, самцы не вносят в родительский проект никакого вклада, кроме спермы (заметным исключением являются те пауки, которые платят самую высокую цену). Поэтому представляется логичным, что нанесение вреда особи, которая предположительно должна впоследствии произвести (а иногда и вырастить) здоровое потомство, как минимум несколько контрпродуктивно. Конечно, как и во всем остальном в эволюционной биологии, в этом случае следует ожидать компромисса между репродуктивными выигрышем и ценой, и причинение вреда матери своих детей – лишь еще один пункт в колонке «Против», который вполне может перевешиваться тем фактом, что в результате она станет матерью ваших детей, а не чьих-то еще. Некоторые биологи идут еще дальше, высказывая предположение, что нанесение вреда самке может в некоторых обстоятельствах скорее быть пунктом в колонке «За», то есть вред может иногда поощряться отбором, а значит, быть преднамеренным.

Эмпирические данные в пользу этой идеи пока отсутствуют, но математические модели показывают, что появление в процессе эволюции так называемого адаптивного вреда в принципе возможно – например, если вред, причиняемый самкам, заставляет их изменить паттерн своего репродуктивного вклада. Как уже говорилось выше, самка в любой момент времени будет вкладывать ресурсы таким образом, чтобы достичь оптимального баланса между нынешним потомством и потенциальным будущим потомством; она может, как львица с одним детенышем, урезать расходы в настоящем, чтобы сохранить ресурсы для более продуктивной попытки в будущем. Однако, если у нее мало шансов выжить после окончания текущего цикла размножения, для нее имеет смысл вложить все имеющиеся ресурсы прямо сейчас. Следовательно, ущерб, нанесенный самцом, может заставить самку вложить все в потомство последнего самца, не оставив ничего на будущее. Это было бы плохой стратегией для самца только в том случае, если бы самок было мало и он захотел бы снова спариться с той же самкой позже. Конечно, с точки зрения самки, вопрос, «предпочтет» ли самец нанести ей вред или просто примет непреднамеренный ущерб как допустимые издержки, не так важен, если вред будет нанесен в любом случае.

Единственное, что не вызывает сомнений, – это то, что динамика здесь сопоставима с той, которую дают описанные в главе 4 формы полового отбора, при которых вид как целое на первый взгляд эволюционирует в сторону ухудшения, а не улучшения. Польза для отдельного самца очевидна – агрессивная тактика спаривания способна гарантировать его отцовство и тем самым обеспечить более долгую жизнь его генетической линии, по сравнению с соперниками, – и даже самка-реципиент косвенно выиграет от успеха своих сыновей, которые, в свою очередь, сделают то же самое со своими несчастными партнершами. Но если бы можно было взмахнуть волшебной палочкой и запустить какой-то иной механизм, с помощью которого самцы смогли бы договориться о таком же распределении репродуктивных благ, не нанося вред самкам, то здоровье и приспособленность среднестатистического представителя вида, без сомнения, улучшились бы.

Примеры затрат, связанных с половым размножением, наглядно иллюстрируют основную идею этой книги, заключающуюся в том, что хотя, казалось бы, в процессе эволюции приспособленность животных к условиям окружающей среды должна повышаться, но, по-видимому, значительного прогресса на этом пути не наблюдается. Отсутствие прогресса можно объяснить конфликтами, которые мы обсуждали выше: между видами и между отдельными особями (главы 1, 2 и 3), между членами семьи (глава 6), между половыми партнерами (главы 4 и 7). Еще один конфликт существует между генами и организмами, которые являются их носителями (глава 5 и др.), хотя его лучше назвать проявлением деспотизма, причем лишь один вид (человек) сумел в какой-то мере подорвать тиранию гена.

В оставшихся двух главах, прежде чем перейти к обсуждению вопроса, которым я хочу завершить эту книгу, мы рассмотрим другой аспект эволюционных ограничений – тот, который возникает, когда недостаток контроля наблюдается в условиях меняющейся среды. Это касается не столько победителей и проигравших среди отдельных особей или генов, получающих выгоду за счет организмов, сколько генов, сталкивающихся с суровыми реалиями внешнего мира. Первая из этих реалий – неспособность предугадывать будущее, потому что, хотя на каждом из эволюционных поворотов соблюдаются интересы генов, некому заглянуть вперед и посмотреть, где и когда эти повороты возникнут и что нас ждет после этого. В результате мы имеем набор физических конструкций – реализованных в виде организмов, – которые всегда в своей приспособленности слегка отстают от изменений среды.

8 Прервавшиеся линии

Анахронизм, сущ.

1. Хронологическая неточность, ошибочное отнесение события, явления одной эпохи к другой.

2. Нечто устарелое, не соответствующее современности; пережиток старины.

В главе 6 мы, помимо прочего, узнали о судьбе, которая постигла почтовую службу Pony Express. Всего через десять недель после того, как эта небольшая курьерская компания отправила на Запад первый мешок с почтой, Конгресс США одобрил субсидирование создания телеграфной системы, связывающей восток с западом. Восхождение телеграфных компаний Overland Telegraph Company of California и Pacific Telegraph Company of Nebraska привело к краху Pony Express. Это, конечно, лишь одно предприятие среди бесчисленного множества других, павших жертвами прогресса; всего веком позже аналогичное бедствие постигло телефонную связь – которая сама в свое время вытеснила телеграф. Первый общественный телефон-автомат был установлен в Берлине в 1881 г., через пять лет после того, как Александр Белл получил патент США на «улучшение телеграфии», и к 1999 г. только в этой стране было около 2 млн телефонных будок. Но к 2018 г. из них работало только 5 % – появление мобильных телефонов сделало их ненужными.

Примерно то же происходит и с животными.

Срок годности

В некотором смысле любое животное, как только оно появляется на свет, неизменно становится анахронизмом, то есть «отстает от времени». Давайте вернемся к морским леопардам, о которых рассказывалось в главе 1. Предполагается, что их зубы в течение многих поколений изменяются в ответ на изменения в соотношении различных видов доступной пищи: более тонкие и дольчатые зубы формируются, когда изобилует криль, более массивные и прочные – когда в рационе преобладают пингвины и тюлени. Пока все звучит логично: окружающая среда меняется, и тюлени приспосабливаются к ней в ответ на новые вызовы; в этом и состоит суть естественного отбора. Но вот в чем загвоздка – они не могут измениться моментально, это всегда происходит с задержкой. Возьмем поколение морских леопардов, которым исполняется шесть лет – возраст половой зрелости для большинства из них. Именно в этот период им больше всего нужны адаптации к хищничеству: самкам необходимо обеспечивать дополнительное питание для сосущих молоко детенышей, а самцам – быть в отличной физической форме, чтобы привлекать наилучших самок. Однако исходное распределение типов зубов в этом поколении обусловлено репродуктивным успехом поколения их родителей, который, в свою очередь, отражает то, какая пища была доступна шесть лет назад, а не сейчас. За прошедшие годы ситуация, возможно, изменилась, так что у некоторых представителей этого поколения зубы уже не являются лучшим инструментом для выполнения данной задачи – они идеально подходили в прошлом, но не сейчас.

Я говорю «в некотором смысле», так как маловероятно, что величина этой задержки имеет какое-то значение. Животное отстает максимум на одно поколение, а для подавляющего большинства видов это слишком короткий отрезок времени, за который внешняя среда меняется незначительно. Проблемы возникают только при антагонистических взаимодействиях видов, интервалы между поколениями у которых сильно различаются (вспомним гонку вооружений между долгоживущими позвоночными, например человеком, и короткоживущими патогенами, такими как Mycobacterium tuberculosis), или в тех крайне редких случаях, когда эволюционное отставание существенно превышает одно поколение. Последний сценарий хорошо описывает проблему, с которой столкнулись птицы на острове Гуам: они слишком долго эволюционировали в отсутствие змей, но вновь столкнулись с ними несколько тысячелетий спустя. Но иногда – лишь иногда – обстоятельства действительно меняются слишком быстро, и в такие поворотные моменты истории могут вымереть целые виды.

Стеллер и морские чудища

Отряд сиреновые (Sirenia) – небольшая группа морских млекопитающих, предки которых следовали параллельным курсом с китообразными (китами и дельфинами), отказавшись от жизни на суше и вернувшись в воду. В настоящее время эта группа представлена четырьмя видами – дюгонем и тремя видами ламантинов. Генетический анализ показывает, что их ближайшими сухопутными родственниками являются слоны, но сиреновые совершенно не похожи на Дамбо. Ныне живущие виды полностью водные, с толстым бочкообразным туловищем и передними конечностями, в процессе адаптации к водной среде обитания превратившимися в короткие продолговатые ласты. Задние конечности полностью исчезли, а движение осуществляется с помощью веслообразного хвоста, который имеет либо овальную форму (у ламантинов), либо раздвоен, как у китов (у дюгоня). У них тупые морды и большие цепкие губы, которыми они захватывают водную растительность, а из зубов остались только коренные. Хотя кажется невероятным, что их можно принять за русалок, даже увидев издали и мельком, тем не менее это сравнение попало в научное название отряда; слово «сиреновые» отсылает к сиренам из греческой мифологии, чьи призывные песни вынудили Одиссея привязать себя к мачте корабля, чтобы не поддаться искушению и не последовать за ними на верную гибель^[127]. Размеры зависят от вида, но длина тела дюгоней редко превышает 4 м, тогда как самые крупные ламантины достигают 5 м в длину. Но в 1740 г., когда немецкий зоолог Георг Стеллер пересекал Берингово море на корабле «Святой Петр» в составе Второй Камчатской экспедиции, продлившейся целое десятилетие, существовал еще один вид сиреновых, и его представители были намного крупнее.

К осени 1741 г. команда «Святого Петра» начала страдать от цинги и других болезней, так что едва могла управлять кораблем. В ноябре корабль потерпел крушение у берегов острова, который позднее получит название «остров Беринга», – крупнейшего из архипелага Командорских островов, – где капитан^[128] и еще 28 человек в итоге умерли. Стеллер выжил и прожил на острове десять месяцев, проводя тщательнейшие ботанические, зоологические и геологические наблюдения. Впрочем, со стороны ученого не требовалось особой наблюдательности, чтобы заметить 10-тонных морских чудовищ, кормящихся на заросшем водорослями мелководье у побережья.

Это животное, вскоре получившее название стеллерова корова, было ближайшим родственником дюгоня, и у него был такой же раздвоенный хвост, но помимо того, что оно было значительно крупнее (взрослые особи достигали в длину 8–9 м), имелись и другие заметные различия. У стеллеровой коровы совершенно не было зубов – она пережевывала пищу с помощью пары роговых пластин, – а ее тело было покрыто толстым слоем подкожного жира, как у китов, обитающих в тех же регионах. Важно отметить, что стеллеровы коровы, как считается, обладали положительной плавучестью и могли погружаться в воду лишь с большим трудом; поэтому их местообитание ограничивалось в основном мелководьем, где она могла достать водоросли, не ныряя. Этот факт объясняет чрезвычайно грубую кожу, которая, по-видимому, защищала от повреждений, вызываемых постоянным трением о камни и лед. Но такая зависимость от мелководья также помогла захлопнуть роковую ловушку, которую история уготовила для стеллеровой коровы.

Это хорошо знакомая ловушка – огромная зияющая яма, в которую угодило несметное множество видов, от странствующего голубя до сумчатого волка и от дронта до бескрылой гагарки. Продолжительные периоды геологического времени, проходившие в отсутствие человека, создали условия для эволюции этих животных, которые приобрели адаптации, способствующие выживанию именно в таком мире. Когда появлялись люди, мир менялся, и некоторые виды просто не могли с этим справиться. Среди них был и гигантский представитель отряда сиреновых, открытый Стеллером. К тому времени, как сам зоолог и его голодающие товарищи по команде впервые заметили морских коров, эти животные уже были редкими. Остатки представителей этого вида, относящиеся к эпохе плейстоцена, находят в местах столь отдаленных друг от друга, как Япония и Нижняя Калифорния, однако достоверных свидетельств существования жизнеспособных популяций за пределами Командорских островов крайне мало. Не ясно, виновны ли люди в сокращении изначальной популяции, но можно с уверенностью сказать, что они довершили дело; из примерно 1500–2000 особей, живших на острове на момент их описания Стеллером, ни одна не дожила до конца 1768 г.

Истребление стеллеровых коров стало результатом обычной чрезмерной охоты на них. Огромные неповоротливые животные оказались практически беззащитны перед человеком; при наличии гарпуна, способного пробить их шкуру (и каких-нибудь приспособлений, чтобы вытащить животное из воды), охотники могли ни в чем себе не отказывать. И они вовсю этим пользовались, но в первую очередь их интересовали не морские коровы. Среди множества животных, которых убили ради пропитания Стеллер и его выжившие товарищи во время своего пребывания на острове Беринга, было около тысячи каланов – морских выдр. У этих животных самый густой мех среди млекопитающих, и их шкуры оказались чрезвычайно ценными, как обнаружили по возвращении бывшие участники экспедиции на «Святом Петре». В России освоение Сибири финансировалось в значительной степени за счет торговли шкурками соболей (вид куньих)^[129], а каждый калан стоил в 20 раз больше соболя. Неудивительно, что охотники на пушных зверей, прослышавшие об этом чудесном новом промысле, не теряя времени даром, тут же отправились на Командорские острова, и обитавшие там каланы были быстро истреблены.

Началась столетняя «Великая охота», которая в конечном итоге привела к истреблению каланов ради их ценного меха. Исследования Беринга подтвердили отсутствие сухопутного моста между Россией и американским континентом, но выявили, что пролив пригоден для мореплавания и южное побережье Аляски изобилует пушными зверями. В течение последующих двадцати лет российские охотники за мехами неуклонно продвигались на восток вдоль цепи Алеутских островов и к 1760-м гг. достигли Аляски. По пути они вначале вели торговлю с коренными жителями Алеутских островов, а затем подчинили их и заставили добывать каланов.

Между тем на Командорских островах исчезновение каланов уже привело к экологической катастрофе. Каланы добывают пищу в подводных зарослях бурых водорослей, и в число их излюбленной добычи входят морские ежи, которые, в свою очередь, питаются водорослями и морскими беспозвоночными. На большой глубине, куда морские выдры не могут нырять из-за нехватки воздуха, водоросли вырабатывают защитные химические вещества, ограничивающие их поедание морскими ежами и другими растительноядными животными; без этих веществ их сжевали бы начисто. Однако на мелководье численность морских ежей контролируют каланы, и для водорослей было бы лишней тратой энергии производить защитные токсины – они этого и не делают. Проблема возникает, когда каланы исчезают: при их отсутствии ежи начинают активно размножаться, и водоросли у поверхности воды выедаются полностью, а с ними исчезают и все зависимые от них виды.

Теперь вспомним стеллерову корову с ее положительной плавучестью и зависимостью от водорослей, растущих на мелководьях, а следовательно, и зависимостью от каланов, защищающих водоросли. Это означало, что, когда появились охотники за пушниной и начали убивать каланов, карточный домик посыпался. Благостный характер предыдущей истории подвел морских коров; они продержались лишь 27 лет после того, как были открыты европейцами.

Первые сиреновые покинули сушу около 50 млн лет назад, и в период между этим временем и началом XVIII в. естественный отбор постепенно сформировал огромное, неуклюжее животное, способное успешно выживать на прибрежных отмелях северной части Тихого океана. В процессе эволюции предки морской коровы продвигались по улице с односторонним движением, отбрасывая приспособления, в которых не нуждались, и не приобретая ненужных излишеств. Там не было хищников, из-за которых могли бы понадобиться признаки, обеспечивающие защиту, такие как невероятная скорость или тело, нашпигованное несъедобными токсинами, поэтому такие признаки не развивались, а на мелководьях всегда в изобилии росли водоросли, так что не приходилось жертвовать слоем утепляющего жира, обеспечивающего плавучесть, чтобы обрести способность нырять на глубину в поисках иной пищи. Морская корова стала слишком специализированной. Чем лучше она приспосабливалась к своей среде обитания, тем более уязвимой оказывалась в иных обстоятельствах. Выражаясь метафорически, она была обманута, угодив в ловушку неоправданной самоуверенности – состояния, которому был положен быстрый и бесповоротный конец, когда приплыли люди на лодках.

Появление человека, однако, не единственный фактор быстрого изменения окружающей среды – у подобного рода катаклизмов долгая история.

Слишком большие, чтобы выжить

Более чем за 65 млн лет до того, как на сцену вышел наш вид, судьба всех крупных наземных животных в мире резко изменилась к худшему. Среди них был дредноут (Dreadnoughtus schrani), растительноядный динозавр, достигавший в длину 26 м от носа до хвоста и весивший, по разным оценкам, от 30 до 50 т. D. schrani принадлежал к разнообразной и успешной группе зауропод, куда также входили более знакомые нам гиганты – такие как брахиозавр, диплодок и бронтозавр^[130]; все они были квадропедальными (т. е. ходящими на четырех ногах), с длинными хвостами и маленькими головами на очень длинных шеях. Многие взрослые зауроподы превосходили по размерам всех известных сухопутных животных, существовавших как до, так и после них; масса самых крупных могла превышать 100 т (что существенно больше, чем может поднять 230-местный «Боинг–737»). Для сравнения, самый тяжелый динозавр, не относящийся к зауроподам, – гадрозавр Shantungosaurus giganteus – весил около 20 т, то есть примерно столько же, сколько самое тяжелое наземное млекопитающее, вымерший слон палеолоксодон (Palaeoloxodon namadicus)^[131].

Причина, почему зауроподы стали столь массивными, до сих пор является предметом множества исследований и дискуссий. Большинство палеонтологов исходят из того, что чем больше размер, тем лучше для животного; чем крупнее растительноядное, тем эффективнее его пищеварение (по крайней мере, теоретически – так как пища дольше переваривается) и тем меньше риска стать жертвой хищников. Загадка, следовательно, заключается не столько в том, почему они достигли таких впечатляющих размеров, сколько в том, как им это удалось, учитывая, что ни у одной другой группы наземных животных ни до ни после этого не получилось. Существует два очевидных ограничения (ни одно из которых не применимо к водным видам, таким как киты, которые могут быть крупнее самых больших зауропод): во-первых, большой размер подразумевает высокие энергетические затраты только на обычное передвижение (китам плавучесть в воде существенно облегчает борьбу с гравитацией), а, во-вторых, массивное бочкообразное тело затрудняет теплоотдачу (опять же, в воде эта проблема не столь существенна). Третья проблема не так очевидна и проявляется лишь при рассмотрении всего жизненного цикла зауропод, а не только взрослых особей: темпы роста – а значит, и эффективность метаболизма – должны быть очень высокими, иначе преимущества гигантского размера в значительной степени теряются; сравнительно маленькому детенышу зауроподы, столкнувшемуся с голодным тираннозавром, не поможет то, что через 40 лет он станет слишком огромным, чтобы на него решился кто-нибудь напасть. Для достижения заветных устрашающих размеров зауроподы должны были разрешить все эти проблемы, и они, похоже, осуществили это благодаря весьма специфическому сочетанию признаков.

У большинства крупных растительноядных есть коренные зубы, которые действуют как жернова, растирающие растительную массу, прежде чем она попадет в желудок, но у зауропод были мелкие зубы, пригодные только для объедания растительности, но не для жевания. Они явно не пережевывали пищу тщательно перед проглатыванием, но, хотя это повышало нагрузку на желудок (так как более крупные частицы пищи медленнее перевариваются), это также означало, что голова могла оставаться маленькой, что позволяло удлинять шею, не создавая больших нагрузок на позвоночник. Возможно, длинная подвижная шея сыграла ключевую роль в успехе зауропод; она не только обеспечивала доступ к растениям, до которых не могли дотянуться более мелкие конкуренты, но также позволяла ее обладателю охватывать огромные участки растительности, не двигаясь с места, а значит, давала значительную экономию энергии. В то же время проблему с пищеварением можно было решить, просто удерживая пищу в желудке дольше – а при массивных размерах это не так уж сложно. Таким образом, маленькая голова позволяла иметь длинную шею, которая помогала компенсировать затраты на огромное туловище, которое, в свою очередь, могло справляться с дополнительной нагрузкой на пищеварение, возникавшую из-за плохого пережевывания. Но размер шеи влек за собой отдельную проблему, а именно необходимость вдыхать огромный объем воздуха, чтобы необходимое его количество попадало в легкие (из-за так называемого дыхательного мертвого пространства – объема воздухоносных путей, в которых не происходит газообмен). Этот фактор должен был бы ограничить соотношение длины шеи и размера тела, но зауроподы нашли иное решение.

Млекопитающие используют так называемое приливное дыхание: воздух поступает в легкие на вдохе и выходит тем же путем на выдохе. У птиц система дыхания совсем иная. Их легкие сравнительно неэластичны, и объем существенно не изменяется во время дыхательного цикла, воздух может двигаться через них только в одном направлении. Кроме того, у птиц имеется в среднем 9–10 воздушных мешков, которые действуют по принципу мехов, накачивая воздух. Воздушные мешки расположены по обе стороны легких, спереди и сзади, а строение бронхов и клапанов таково, что свежий, насыщенный кислородом воздух, поступающий через трахею, при вдохе разделяется на два потока. Половина его проходит через легкие, где происходит поглощение кислорода, а затем попадает в передние воздушные мешки. Вторая половина, минуя легкие, попадает в задние. При выдохе обе группы мешков выпускают воздух из организма, при этом воздух из передних мешков поступает непосредственно в трахею (а оттуда выводится наружу), а воздух из задних мешков предварительно проходит через легкие.

Дыхательная система птиц чрезвычайно эффективна. Поскольку насыщенный кислородом воздух проходит через легкие, как при вдохе (из трахеи), так и при выдохе (из задних воздушных мешков), кровь непрерывно насыщается кислородом. В организме млекопитающих такой газообмен происходит только при вдохе. Дополнительное преимущество состоит в том, что воздушные мешки значительно повышают рассеивание тепла, что важно для охлаждения грудных мышц, управляющих полетом.

Возможно, вы уже догадались, куда я клоню. Такая инновационная дыхательная система возникла, по-видимому, не только у птиц; у зауропод через позвонки проходили воздушные мешки, и, хотя мы не можем с уверенностью подтвердить наличие у них нескелетных воздушных мешков, данные морфологических исследований, основанные на сравнении этих динозавров с птицами, позволяют предположить, что у первых они все же имелись. Это была козырная карта зауропод. Обладая дыхательной системой птичьего типа, они могли успешно решить проблему «мертвого пространства» за счет гораздо более эффективного газообмена; это позволяло им поддерживать уровень метаболизма, необходимый для быстрого роста, одновременно избегая возможного перегрева. Палеогистологические данные исследований костей зауропод с помощью микроскопии указывают на то, что темпы роста у них действительно были феноменальные; особи крупнейших видов могли увеличиться в массе на четыре порядка^[132] за двадцать лет. Ни одна современная рептилия не может приблизиться к подобному темпу метаболической активности.

У гигантских зауропод, естественно, были непомерные аппетиты. Самые крупные особи, вероятно, съедали около 200 кг растительной массы ежедневно – и если эта цифра недостаточно впечатляет, то отметим, что в год это составляло 73 т. На протяжении 100 млн лет это не вызывало особых проблем. Растения росли в изобилии, а у зауропод были не только длинные шеи, позволявшие им дотянуться до всего, что растет (зачастую не сдвинувшись ни на шаг), но также и достаточные размеры (во взрослом состоянии), чтобы подолгу кормиться, не опасаясь хищников. Однако 66 млн лет назад, в пору расцвета D. schrani, когда этот ящер был самым массивным из всех живших в то время наземных животных, мир изменился.

Астероид диаметром около 11 км врезался в Землю к северу от современного Юкатана в Мексике. Удар был в несколько миллиардов раз мощнее взрыва атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму в 1945 г.; от него образовался кратер более 180 км диаметром и 20 км в глубину, море вокруг закипело, а многотонные куски породы разлетелись со скоростью, достаточной, чтобы покинуть пределы атмосферы Земли. При повторном попадании в атмосферу эти твердые осколки раскалились до свечения, вызвав волну жара по всей планете и поливая леса «зажигательными снарядами». В то же время колоссальные ударные волны сотрясали земную кору, вызывая по всей планете землетрясения и цунами. Маловероятно, что в последующие 24 часа выжили хоть какие-то наземные существа в радиусе 500 км, но худшее было еще впереди. В результате столкновения в атмосферу поднялось столько пыли, сажи и сульфатных аэрозолей, что они закрыли солнце на целое десятилетие. Средняя температура воздуха на Земле упала на 10 ℃. Растениям и планктону было трудно осуществлять фотосинтез, и питавшиеся ими животные вскоре начали умирать от голода.

Самые крупные из них оказались наименее стойкими.

Как и стеллерова корова, Dreadnoughtus schrani был одурачен (в метафорическом смысле, конечно) эволюцией. Он сложил все яйца в корзину гигантизма, который является удачной стратегией только в очень предсказуемой среде. Когда времена изобилия подошли к концу, привычка поедать 73 т растительной пищи в год стала роковой слабостью, а мелкие животные – особенно детритофаги, которые могли питаться всем чем угодно, – внезапно оказались в выигрыше. Существа с массой тела ниже 25 кг практически^[133] единственные, кто избежал ловушки, расставленной эволюцией за миллионы лет стабильности, и стали победителями, уцелев под руинами мелового периода.

Застигнутые врасплох

Морских коров, зауропод и ряд других вымерших групп погубили особенности строения их тела, но более изощренные ловушки поджидают тех, кого подводит собственное поведение – а точнее, то, как оно развивалось в процессе эволюции. Ярким примером этого служат ночные бабочки (и другие насекомые), кружащие вокруг огня или лампочки. Это очевидная ошибка со стороны бабочки, но ошибка, порожденная возникшей в ходе эволюции привычкой следовать определенному правилу. Ночные бабочки ориентируются по Луне, которая находится так далеко от Земли, что если бабочка летит, держась под определенным углом к лучам лунного света, то она движется по прямой. Это очень полезно, но только если Луна – единственный яркий объект в ночном небе. Искусственные источники света способны создать проблемы по двум причинам: 1) их много, и они могут находиться с любой стороны; 2) они намного ближе, чем Луна. Второй пункт еще важнее. В то время как Луна находится далеко, как выражаются физики-оптики, «в условной бесконечности», и исходящие от нее лучи света практически параллельны друг другу, фонарь перед вашим гаражом находится близко и лучи от него расходятся в разные стороны. Поэтому любая ночная бабочка, стараясь держаться под строго определенным углом то к одному, то к другому лучу, будет кружить по спирали, приближаясь к источнику света. В конечном итоге она либо врежется в стекло, либо, если это открытый огонь, сгорит.

Бабочек губит изменение окружающей среды, и они не одиноки. Поденки – насекомые, которые проводят большую часть жизни (до нескольких лет) под водой в виде хищных личинок, прежде чем превратиться во взрослых насекомых, у которых практически не развит ротовой аппарат и которые существуют лишь затем, чтобы размножиться и через несколько дней умереть. Самки большинства видов откладывают яйца на поверхность прудов, озер и других пресных водоемов, после чего яйца опускаются на дно и завершают развитие. Но поденки – что вполне простительно – не понимают, что такое вода. Вместо этого они сосредоточиваются на единственном свойстве этой жидкости, которое встречается не на каждом шагу: поляризации света. Поверхность водоема отражает не весь свет, который получает; она отражает только те световые волны, которые колеблются лишь в нескольких определенных плоскостях^[134]. Поденки используют поляризованный в результате отражения от водной поверхности свет, чтобы найти места для роения, спаривания и последующего откладывания яиц – иными словами, найти воду, – и они прекрасно пользовались этим методом еще задолго до появления динозавров^[135]. Но теперь появились асфальт, черная полиэтиленовая пленка (которую используют в сельском хозяйстве, покрывая почву и посевы), а также лобовые стекла машин и множество других искусственных поверхностей, отражаясь от которых свет поляризуется. Ежегодно миллионы поденок собираются на сухих асфальтированных дорогах возле воды и откладывают на них яйца. Излишне говорить, что из них никто не вылупляется.

Биологи называют это распространенное явление эволюционной ловушкой, которую можно описать как ситуацию, когда прежнее адаптивное поведение, возникшее в ходе эволюции, в новых условиях становится вредным. Такие полезные виды поведения обычно предполагают использование косвенных сигналов (например, поляризованного света для поиска воды), а новые условия обычно возникают в результате изменения окружающей среды человеком. Существует бесчисленное множество примеров этого явления, и в некоторых случаях люди действуют так преднамеренно. Форелям, обитающим в реках и озерах, на которых практикуется ловля на искусственную муху, было бы куда лучше, если бы у них не было привычки хватать мух, барахтающихся на поверхности. Гораздо безопаснее было бы питаться только подводными лакомствами, такими как личинки насекомых, головастики и рыбьи мальки. Рыбаки, однако, довольны тем, что форель упорно не осознает этого факта. Другие случаи, вроде массовой гибели яиц поденки, носят непреднамеренный и трагический характер. Столь же мрачным примером могут служить морские черепахи. Эти рептилии не используют органы вкуса или обоняния, чтобы различать медуз, которых они поедают (не в последнюю очередь потому, что под водой эти чувства обычно менее эффективны, чем на суше); они полагаются исключительно на зрение и поэтому часто умирают, проглотив пластиковый пакет.

Сам человек тоже не защищен от ловушек, подстерегающих на пути к цивилизации. Среди наиболее известных – чрезмерное потребление сахаросодержащих продуктов, приводящее к диабету 2-го типа, сердечным заболеваниям и многим другим проблемам со здоровьем. На протяжении большей части истории нашего вида стремление поедать любую высококалорийную пищу, которую удавалось найти, например мед из пчелиных гнезд, было весьма полезно, учитывая, что пищи тогда вообще не хватало. Давления отбора, направленного на то, чтобы избегать хронического обжорства, не существовало, потому что подавляющее большинство особей никогда не сталкивалось с ситуацией, в которой оно было возможно. А теперь мы оказались в современном мире, в котором в изобилии доступна дешевая пища с высоким содержанием сахара, и естественная склонность организма объедаться ею становится существенной проблемой. Возможно, в некоторых популяциях со временем разовьется способ ее преодолеть, учитывая, что клиническое ожирение связано со снижением плодовитости, но это случится еще нескоро. А до тех пор лучше воздерживаться от посещения благодатной земли, «где течет молоко и мед».

В результате роста нашего благосостояния в удивительную (потенциальную) пищевую ловушку угодил и другой вид – ястреб Купера. Этим небольшим хищным птицам городская среда полюбилась по нескольким причинам, не в последнюю очередь из-за относительной безопасности, которую обеспечивает отсутствие более крупных и пугливых хищников, а также наличия мест для гнездования. Больше всего их все же привлекает обилие пищи, ведь в городах полно голубей. Город Тусон (штат Аризона) не исключение. В конце 1990-х гг. Клинт Боул и Уильям Мэннан из Аризонского университета изучали успешность размножения ястребов в Тусоне и в ряде сельских районов на юго-востоке штата. Они обнаружили, что независимо от местоположения на 80 % территорий имелись гнезда с птенцами и количество птенцов в них было примерно одинаково. Но когда они оценили вероятность того, что птенец вырастет и покинет гнездо, оказалось, что картина резко различается в зависимости от места. В сельских районах успешно оперилось 95 % птенцов, в городе – только 49 %. Городская жизнь губила ястребят.

Боул и Мэннон решили узнать, почему так происходит, и, изучив добычу, которую ястребы приносили в гнезда, получили ответ на этот вопрос. Более 4/5 всей добычи ястребов в Тусоне составляли голуби, тогда как у их сельских собратьев голуби составляли лишь 1/5 рациона. Само по себе это было неудивительно – голуби гораздо чаще встречаются в городах, где общее разнообразие птиц весьма невелико, – и, очевидно, не давало повода для беспокойства; голуби входят в число самой крупной добычи, с которой способен справиться ястреб Купера, поэтому хищникам есть смысл на них охотиться.

Однако, к сожалению, голуби выступают также в роли переносчиков заболевания, которое называется «птичий трихомоноз». Это очень заразная болезнь, ее возбудителем является одноклеточный организм Trichomonas gallinae. Любители голубей называют ее «язвой», но она поражает не только голубей и уже много веков известна тем, кто занимается соколиной охотой; при отсутствии лечения она убивает ястребов и соколов очень быстро. Есть данные, что от язв, вызванных трихомонадами, страдали даже тираннозавры. Как мы теперь уже хорошо знаем, инфекции быстрее распространяются в популяциях с высокой плотностью, поэтому среди городских голубей доля носителей этого заболевания больше, чем среди сельских. Ястребы в Тусоне не просто ели голубей чаще, чем обычно, но и каждый съеденный ими голубь был с большей вероятностью носителем инфекции. Неудивительно, что, как обнаружили Боул и Мэннан, птичий трихомоноз был причиной подавляющего большинства смертей птенцов ястребов в городе.

Данная ситуация имеет все признаки эволюционной ловушки^[136] и очень напоминает пагубную тягу представителей нашего собственного вида к сладкой пище. Ястребы Купера, следуя некогда надежному правилу «гнездиться там, где много пищи», страдают от последствий изменений в окружающей среде, где неестественное увеличение количества доступной пищи приводит к заболеваниям. Однако, если помните, в начале этой истории я говорил, что это лишь потенциальная пищевая ловушка. Мэннан и Боул продолжали изучать этих городских охотников и через десять лет после того, как предположили, что в Тусоне возникла эволюционная ловушка, обнаружили, что на самом деле популяция оставалась стабильной. Более того, эта стабильность не поддерживалась извне. С помощью методов радиотелеметрии ученые отследили небольшую группу особей – а также группу побольше с помощью цветных колец на лапах – и установили, что массовой миграции этих птиц из окружающей сельской местности нет. Популяция ястребов Купера в Тусоне была самоподдерживающейся. Как им это удавалось?

Оказалось, что и на этот раз все дело в голубях. Доля оперившихся птенцов в городах оставалась очень низкой, но, если молодой ястреб все же покидал гнездо и начинал охотиться на улицах, его жизнь становилась довольно комфортной. Голуби никуда не делись, а тот, кто один раз пережил заражение трихомонадой, переживет его и в следующий раз. Почти половине ястребят так и не суждено было покинуть гнездо, но доля выживших оперившихся птенцов в городе была необычайно высока – вероятно, из-за обилия легкодоступной пищи. Оказывается, что ловушка – вовсе не ловушка, а скорее компромисс. Городская жизнь означает более высокую смертность на одной стадии жизни и более высокую выживаемость на другой, так что эти плюсы и минусы, по-видимому, в целом уравновешивают друг друга. Для особей с определенным уровнем иммунитета (либо при везении и хорошем питании) земля, «где течет молоко и мед», оправдывает ожидания.

Стеллерова корова, динозавр Dreadnoughtus schrani и ястребы Купера из Тусона столкнулись со сценариями, к которым они были плохо подготовлены своей эволюционной историей. Для первых двух видов такая неподготовленность оказалась роковой, и результатом стало их вымирание. Ястребы, возможно, увернулись от пули, но угроза, вызванная несоответствием между ожиданиями и действительностью, сохраняется, и они всё еще могут столкнуться с ней в другое время и в другом месте. Но такая жестокая расплата за плохую адаптацию – нетипичное явление; все виды – даже те, которые на первый взгляд как будто процветают, – несовершенны. Они всего лишь «достаточно хороши» и при этом потенциально несут в себе множество эволюционных странностей, упущений и недоработок. В следующей главе я познакомлю вас с целой подборкой таких примеров.

9 И так сойдет

Было время, когда считалось, что все в природе совершенно. Средневековым богословам была настолько очевидна продуманность, с которой животные были созданы в полном соответствии с их образом жизни, что это стало ключевым аргументом в пользу существования Бога. Вот так, например, Генри Мор (1614–1687) восторгался «воздушным пузырем» в теле рыб:

…кто может сказать, что он оказался там случайно, а не изобретен ради того, чтобы им было легче плавать, как и особенности их плавников, состоящих из множества жестких костей, длинных и тонких, как иголки и булавки, со своего рода кожей между ними, которая для большей точности делает их тонкими и плоскими, как весла. Таковые изобретательность и точность вовсе не обязательны, однако они позволили создать приспособление, чтобы двигаться в воде вверх и вниз.

Эти эмоциональные строки Мор написал в своем трактате «Противоядие от атеизма», опубликованном в 1653 г., в котором он довольно многословно рассуждает на эту тему в нескольких главах. Разумеется, интерпретация таких чудес, как плавательный пузырь рыбы, шпоры петуха, когти крота и перепончатые лапы лебедя, состоит в том, что они были старательно спроектированы христианским Богом. Подобные взгляды были типичными для западного научного сообщества задолго до рождения Генри Мора и сохранялись вплоть до середины XIX в. Господство религиозного ортодоксального мышления весьма умело подавляло возникшую гораздо раньше идею, что виды не были созданы с нуля в первую неделю творения и не оставались с тех пор неизменными. Древние греческие, римские или китайские мыслители не называли эту идею эволюцией (ее так не называл даже Чарлз Дарвин), но принципы ее были заложены еще в те времена: тот факт, что все животные и растения могут быть разделены на относительно естественные группы на основе общих признаков, наводил на мысль об их родстве и происхождении от общих предков.

Дарвин в своем труде «Происхождение видов», увидевшем свет в 1859 г., представил миру первый (и пока что единственный) убедительный механизм эволюции, включающий наследование признаков от предков. Совершенство природы не стало для Дарвина помехой, так как, по его мнению, совершенства просто не существовало. Напротив, само отсутствие очевидного замысла послужило импульсом для его еретических, эво–(рево–)люционных мыслей. Дарвин задавался вопросом: если существует единый Творец, то зачем Он создал десяток различных способов для выполнения одной и той же задачи? Птицы и летучие мыши достигают практически одинаковых результатов (обрели способность к полету) с помощью совершенно различных структур (у одних перья, у других кожная перепонка, натянутая между пальцами). Более того, очевидно было и обратное: одни и те же базовые структуры зачастую используются для самых разных целей; так, расположение костей, характерное для человеческой руки, можно обнаружить в плавниках дельфина, передних лапах волка и крыльях ископаемых ящеров птерозавров. Если анатомическое строение животного отражает исключительно его жизненные потребности, подобная «гомология» частей тела бессмысленна. Все это представляется логичным только в том случае, если эти различные животные связаны общим происхождением – то есть план строения скелета впервые возник у предка и постепенно изменялся.

Дарвин оказался прав; гомология – это ключ к пониманию общего происхождения группы видов, представители которых зачастую имеют друг с другом мало очевидного сходства. Гомология также демонстрирует, что одних и тех же физических результатов можно достичь с помощью совершенно разных конструкций. Например, крылья колибри-пчелки имеют стандартный набор костей, который можно обнаружить у всех птиц от орла до страуса – потому что они произошли от одного и того же общего предка. В отличие от этого крылья бражника-языкана, имеющего внешнее сходство с колибри-пчелкой, лишены костей, так как последний общий предок птиц и бабочек жил до появления на Земле первых позвоночных. Поэтому крылья колибри и крылья бражника совершенно не похожи по строению, но при этом нельзя сказать, что у одного из этих животных крылья лучше, чем у другого^[137].

Может показаться, что, хотя колибри и прошли долгий эволюционный путь от рыб, амфибий и рептилий до крошечных птичек, питающихся нектаром и способных зависать в воздухе, им не помешали ограничения предкового плана строения тела, которым вынуждены обходиться также слоны и черепахи. Но так дело обстоит не всегда. Иногда предковый план строения тела становится серьезной помехой, и некоторые из самых вопиющих примеров настолько привычны, что мы их едва замечаем.

Операция «Прорыв»

Море Бофорта – часть Северного Ледовитого океана, которая омывает северное побережье Аляски, Юкона и северо-западных территорий Америки. Точнее, оно омывает эти берега летом; в остальное время года оно покрыто льдом, и по этой причине (конечно, среди многих других) в этих местах «крупным населенным пунктом» считается такой, в котором более 200 жителей. Именно здесь – а точнее, у мыса Барроу (штат Аляска) в самой западной части моря – охотник из народа инупиатов по имени Рой Амаогак заметил характерные фонтаны китов, выплывших на поверхность среди льдин. Это было 7 октября 1988 г., когда на севере давно началась зима. Охотник подобрался ближе, стараясь рассмотреть, что там происходит.

Он искал гренландских китов. Эти животные – типичные обитатели Арктики, они живут в этих водах круглый год, и инупиаты ежегодно добывают их в небольших количествах ради пропитания. В числе адаптаций гренландского кита к арктической зиме – самый толстый слой жира среди китообразных (до полуметра в толщину) и гипертрофированно толстое бочкообразное тело, помогающее сохранять тепло. Однако наиболее бросающаяся в глаза особенность этого кита – массивная голова с огромным, возможно даже самым большим на Земле, ртом, которая составляет треть длины всего тела животного. Перистые роговые пластины китового уса, заменяющие у усатых китов^[138] зубы (с помощью этих пластин киты отцеживают планктон), у взрослого гренландского кита могут достигать четырехметровой длины. Голова у него не просто большая, но также необычайно крепкая, что имеет важнейшее значение для физиологии гренландских китов, так как означает, что они могут пробивать головой лед, проделывая отверстия для дыхания. Отсутствие спинного плавника у гренландского кита, вероятно, тоже является адаптацией к жизни среди неровных льдин, которые могли бы повредить его, хотя мы не можем утверждать этого с уверенностью.

Что мы можем утверждать с уверенностью – так это то, что никаких китов, кроме гренландских, в море Бофорта или поблизости от него в октябре быть не должно. Однако киты, которых обнаружил Амаогак, следуя за фонтанами, оказались не гренландскими, а серыми – три серых кита по очереди всплывали подышать через небольшое отверстие во льду. Это было удивительно: к тому времени им полагалось быть в сотнях миль южнее, на пути своей ежегодной миграции к берегам Нижней Калифорнии. В отличие от гренландского кита с его могучим черепом, серый кит может пробивать лишь самый тонкий слой льда. Естественно, они мигрируют подальше ото льдов. Но эта группа из трех китов отправилась в путь слишком поздно и угодила в ледяную ловушку.

Китобой решил помочь китам. С понижением температуры полынья будет постепенно замерзать, и они задохнутся, поэтому Амаогак позвал друзей из деревни, и вместе они принялись расширять отверстие во льду бензопилами. Но перспективы выглядели не слишком обнадеживающими; расширение проруби могло лишь на время решить проблему, а ближайшая незамерзшая вода была в 8 км.

День за днем эскимосские охотники трудились над спасением китов, каждый день по 45 минут добираясь до них с берега на снегоходах, а между тем новость об их попытках вызволить животных разлеталась все дальше. За неделю она дошла до Анкориджа (расположенного более чем в тысяче километров к югу), и Национальное управление океанических и атмосферных исследований направило туда биологов, которые прибыли одновременно с журналистами, жаждавшими запечатлеть эту обещающую быть трогательной историю. Вскоре новостные ленты по всей стране пестрели сообщениями о застрявших во льдах китах и невероятном сотрудничестве, складывающемся между охотниками, учеными и защитниками природы. Среди тех, кто прослышал о бедственном положении китов, оказались два брата из Миннесоты, которые привезли противообледенительную установку, работающую от генератора, чтобы подогревать воду и не давать ей замерзнуть. Эти «китовые джакузи», как прозвали их спасатели, доказали свою эффективность, не позволяя замерзнуть образовавшейся полынье, но к тому моменту стало очевидно, что потребуются куда более значительные усилия, чтобы помочь китам выбраться в открытое море.

Активисты-экологи связались с Береговой охраной США и ВМФ США. У тех и других поблизости имелись ледоколы, но ни те ни другие не смогли – или не захотели – дать их. Несколько неожиданно откликнулась одна нефтяная компания и предложила использовать баржу на воздушной подушке, стоявшую в близлежащей бухте Прадоу, и судно-амфибия направилось на запад. Хотя теоретически оно могло пробить дорогу во льдах – или по крайней мере пройти поверх них, как любое судно на воздушной подушке, – оно само застряло в ледяных торосах по дороге к мысу Барроу.

Затем появилась более радикальная идея. Национальная гвардия (один из резервов вооруженных сил США) отправила вертолет, оборудованный лебедкой, с которого свисал пятитонный бетонный шар. Периодически сбрасывая и поднимая шар, они сумели достаточно легко пробить во льду большие дыры, но расчистить обломки возможности не было, и киты не могли найти места, где можно было бы всплыть.

У попавших в ловушку гигантов оставалось все меньше времени. Они уже были покрыты ушибами и ссадинами из-за того, что безуспешно бились головами об лед, и у одного из них появились признаки пневмонии. Но помощь вскоре пришла – причем из самого неожиданного источника. Как ни странно – ведь в то время продолжалась холодная война, – соглашение между США и Советским Союзом формально допускало сотрудничество сторон по вопросам охраны окружающей среды. С властями СССР связались через сотрудника Greenpeace^[139], находящегося в Москве, где организация в то время пыталась основать свое отделение, и советская сторона сразу же предложила направить к берегам Аляски два ледокола. После некоторых колебаний американское правительство приняло предложение, и огромные суда начали свое 200-километровое путешествие к мысу Барроу.

К тому времени армия США отправила грузовой вертолет с бензопилами, и спасательная команда на протяжении мили выпилила во льду ряд отверстий на расстоянии 35 м друг от друга. Через громкоговорители проигрывали записи китовых песен, чтобы подманивать китов от одного отверстия к другому, заставляя их неуклонно продвигаться все дальше от берега и все ближе к спасению. При каждом перемещении команда накрывала опустевшую прорубь пластмассовыми листами, чтобы киты не вернулись, и вскоре узники проявили такой энтузиазм, что стали занимать очередную прорубь еще тогда, когда пилы продолжали шуметь. Однако радость спасателей вскоре сменилась огорчением: самый маленький из трех китов – которому, как предполагалось, было лишь девять месяцев – не сумел всплыть. Он утонул 21 октября, через две недели после того, как китов обнаружили.

Оставшихся двух освободили еще через семь дней, когда на горизонте появились ледоколы. На одном из них рядом с советским красным флагом развевался флаг США. Киты покинули последнюю прорубь, проплыли оставшиеся 400 м подо льдом и вынырнули позади советских кораблей^[140]. Вскоре они уплыли, и операция «Прорыв» была объявлена успешно завершенной. Чтобы придать этой истории еще больше сказочности, по ее мотивам позже был снят фильм с Дрю Бэрримор и Джоном Красински в главных ролях^[141].

Как и в большинстве подобных историй, в ней есть неожиданные моменты, которые делают ее столь привлекательной: трое диких животных, попавших в ловушку собственной среды обитания; китобой, твердо намеренный спасти китов; миллион долларов, потраченный в итоге на их спасение; временная оттепель в холодной войне; объединение людей разных наций и слоев общества ради общей цели. И то, что миссия окончилась благополучно, тоже неплохо^[142].

Но представьте себе на мгновение, что вы индеец из изолированного племени, живущего в лесах Амазонии. Вы никогда не слышали о китах (а также о генераторах, бензопилах, ледоколах – даже об СССР, если уж на то пошло). Какой элемент этой истории для вас будет самым неожиданным? Полагаю, не тот факт, что животное совершило ошибку, – вы живете близко к природе и видите столько необычного, сколько не видит ни один биолог. И не сострадание к животным со стороны людей – в юности у вас была ручная кошка ягуарунди, и вы целый день проплакали, когда она умерла. Тяжелая белая масса, плавающая на поверхности моря, может показаться вам странной, но, поскольку вам не объяснили, что лед – одно из состояний воды, это единственное, во что, вероятно, вам будет сложно поверить. Однако в отношении существования серых китов вы уже не столь уверены. Они слегка напоминают увеличенные версии арапаимы, огромной речной рыбы, которая может весить почти четверть тонны, – хотя есть и вполне очевидное различие. Причем весьма существенное. Для человека, ничего не знающего о китах, неожиданной информацией здесь, несомненно, станет то, что эти полностью водные животные не могут дышать под водой. Ибо это абсурд.

Конечно, вы не представитель индейского племени из Амазонии и уже знаете об этой особенности китов. Вам также известно, что киты – это млекопитающие и что они произошли от наземных, дышащих воздухом предков, которые постепенно перешли к водному образу жизни, отказавшись полностью от жизни на суше. Но задумайтесь вот над чем. Это произошло миллионы лет назад; почему эволюция за это время не снабдила китов жабрами или чем-либо подобным? При этом она сделала для них множество других вещей. Например, у китов остались лишь рудименты задних ног – у тех видов, у которых они вообще остались, – не прикрепленные к позвоночнику и не выполняющие никаких двигательных функций; у них удивительно толстый слой жира, который защищает их от холода и придает обтекаемость телу; у них мощный хвостовой плавник для передвижения; а их низкие звучные голоса позволяют им переговариваться через сотни километров водной толщи океана. Все же, когда дело касается такой фундаментальной функции, как дыхание, эволюция как будто обошла своим вниманием серого кита и его сородичей.

Возможно, вы решите, что я придаю слишком много значения странному, нетипичному происшествию; да, этим китам угрожала опасность утонуть, но это, очевидно, была трагическая ошибка, а не естественный ход вещей. Тем не менее вы ошибетесь. Когда Кэмпбелл Плауден, в то время координатор кампаний Greenpeace^[143] по защите китов, 14 октября услышал по радио о трех китах, попавших в ледяную ловушку в море Бофорта, он и не думал, что примет в этом участие. Его главной заботой была организация бойкотов против продукции из Исландии и других стран, где всё еще занимались китобойным промыслом. Как он позднее вспоминал в статье, публикация которой совпала с выходом голливудского фильма об этой истории: «Мне было грустно услышать эту новость, ведь я очень сочувствовал китам, но это было естественное событие, и в тот момент я не считал, что мы можем или обязаны пытаться вмешиваться». Только тогда, когда он приехал в офис в Вашингтоне (округ Колумбия) и ему вручили стопку писем от представителей общественности с вопросами, как организация собирается помочь китам, он осознал, что данный конкретный случай нельзя проигнорировать.

На самом деле киты и другие китообразные (группа, куда входят также дельфины) не так уж редко тонут. Они, как мы уже убедились, могут оказаться в ловушке подо льдом, могут заплыть на отмель, где слишком мелко, чтобы плыть, но достаточно глубоко, чтобы дыхательное отверстие оказалось под водой. Более того, детенышей даже самых крупных видов могут утопить косатки, охотясь слаженными группами и не давая своей добыче выныривать на поверхность, чтобы вдохнуть воздух. Во льдах мыса Барроу исключительным обстоятельством была реакция людей, а не несчастье, случившееся с животными.

Удивительно, но среди обитателей моря не только китообразные страдают от невозможности дышать под водой; то же касается ламантинов и дюгоней (а когда-то и стеллеровой коровы, ныне, увы, вымершей); и не только млекопитающих – морские змеи, черепахи, в том числе и некоторые пресноводные, проводят большую часть жизни под водой, и у них, как и у всех рептилий, тоже нет жабр. В древних океанах плавали ихтиозавры, мозазавры и плезиозавры – все это тоже были морские рептилии, которые погибли бы на суше, однако вполне могли и утонуть в море. Если лох-несское чудовище и существует^[144], то это наверняка рептилия, которая дышит воздухом и вынуждена много раз в час выныривать на поверхность. Есть даже пауки, живущие в основном под водой; среди них наиболее полно освоил водный образ жизни паук-серебрянка. Эти маленькие паукообразные создают и поддерживают воздушный карман в шелковом водолазном колоколе, пополняя его с помощью пузырьков, которые приносят на ногах и брюшке с поверхности. Личинки комаров (наряду с другими водными личинками насекомых) живут в стоячих водоемах, подвешенными снизу к поверхности воды и выставив вверх дыхательную трубку. Если помахать над ними рукой, они, отчаянно корчась, уплывут на безопасную глубину – но скоро им понадобится снова всплыть, в противном случае они (как вы уже догадались) утонут.

Я мог бы продолжить этот список, но давайте на минутку задумаемся. Можно по-разному рассматривать китов, черепах, водных пауков, комариных личинок и лох-несское чудовище. Я, пожалуй, несколько неоправданно ввел презумпцию несовершенства, утверждая, что у этих животных имеется очевидный недостаток, и это может просто говорить о недостатке понимания с моей стороны. Вполне вероятно, что жабры не так уж важны для водных животных, как может показаться на первый взгляд. Разве само существование китов и им подобных – это ли не сильный довод в пользу данной точки зрения?

И да и нет. Жабры действительно не являются обязательным органом дыхания для водных животных, и у китов развилось множество компенсаторных приспособлений для решения этой ключевой проблемы своей анатомии. Так, ноздри у них находятся на макушке (образуя дыхательное отверстие) и могут плотно закрываться при погружении в воду. Кроме того, легкие у них в четыре раза эффективнее усваивают из воздуха кислород, чем у человека, а в теле имеются многочисленные механизмы для того, чтобы справиться с изменениями давления при нырянии^[145]. Однако все эти приспособления кажутся недостаточными. Если все живое на Земле было создано Всемогущим Творцом, можно не сомневаться, что Он создал китов и их сородичей раньше рыб, потому что никто, уже создав акулу, марлина или лосося, не стал бы потом оснащать дельфина легкими, приспособленными исключительно для дыхания атмосферным воздухом. Точно так же паук-серебрянка развил достаточно хитроумную способность запасать воздух, но, бесспорно, этому маленькому охотнику было бы лучше просто уметь дышать под водой, как это умеют делать его другие членистоногие родственники – крабы, омары и раки. Это какая-то неуклюжая попытка исправить ошибку, но уж никак не удачное решение.

Так в чем же тут загвоздка?

Уже пройденный путь

Все дело в том, что я необоснованно выделил китов среди всех остальных живых существ. Как и все животные – и более того, все формы жизни, – они несут на себе отпечатки прошлого развития; их современное состояние обусловлено их эволюционной историей.

Подумайте вот о чем: решение написать эту книгу я принял самостоятельно, но ее стиль и манера изложения диктуются той научно-популярной литературой, которую я читаю с детства, и она написана на английском, потому что это язык моих родителей. Точно так же ее текст состоит из букв и его следует читать слева направо, как это принято в культуре, к которой с давних пор принадлежит моя семья, а мое знакомство с письменной речью непосредственно вытекает из того, что 10 000 лет назад появилось земледелие, а вместе с ним – излишки, наличие которых потребовало и в то же время дало возможность сформировать образованный бюрократический класс, который мог бы заниматься учетом и контролем урожаев, платежей и (разумеется) налогов. У меня есть физическая возможность печатать текст на клавиатуре, потому что австралопитеки были двуногими и это позволило им освободить руки, чтобы изготавливать и использовать орудия; я дышу воздухом, потому что некоей девонской^[146] рыбе нравилось иногда, хватая ртом воздух, выползать на мясистых плавниках на илистый берег устья реки.

Между всеми этими стадиями было множество промежуточных этапов, и на каждом из них я терял ту или иную степень свободы; моя способность «поступить иначе» ограничивалась снова и снова еще до моего рождения. Экономисты в аналогичном контексте используют термин «эффект колеи» для описания все возрастающих ограничений, которые определяют поведение предприятий и рынков. На каждой развилке пути принимается решение, которое неизбежно блокирует все возможные варианты, которые могли бы возникнуть, если бы был избран другой путь. Развитие отраслей промышленности идет именно по таким сложным, разветвленным путям, которые со временем все сильнее ограничивают творческую свободу менеджеров, проектировщиков и инженеров. Представьте, например, что вы разработали чудесный новый электрический чайник, для подключения которого к розетке требуется вилка с четырьмя штифтами. Он может быть на порядок эффективнее, чем ближайший конкурирующий товар, и настолько же дешевле в производстве, но вы не сможете продать ни одной штуки, потому что путь к использованию устройств с четырьмя выходами был закрыт много десятилетий назад, когда были приняты промышленные стандарты розеток, у которых либо два, либо три отверстия, но никак не четыре.

Так же обстоит дело и с животными, которые существуют, пользуясь дарами в виде накопившихся за несколько миллиардов лет эволюционных улучшений, однако это одновременно ограничивает доступные варианты будущего развития. Легкие серых китов, оказавшихся в бедственном положении во льдах в море Бофорта – это явно бесполезное наследие нескольких сотен миллионов лет эволюции наземных животных; киты – далекие предки которых были рыбами, но затем стали наземными четвероногими (тетраподами) и лишь много позже вновь вернулись обратно в воду – оказались гораздо менее приспособленными к новой для них среде обитания, чем их предки, потому что давным-давно лишились жабр. И все же мы не должны довольствоваться этим ответом как исчерпывающим, так как далее следует вполне очевидный вопрос: почему у китов просто снова не развились жабры? В конце концов, у их предков-рыб жабры были, но некоторые из их потомков позже обзавелись легкими. Так почему же водные млекопитающие не могли проделать то же, но только в обратном порядке?

Что ж, возможно, и могли бы, да только карты легли не в их пользу. Когда первые рыбы вышли из воды на сушу, у них уже был функциональный предшественник легкого – плавательный пузырь, развившийся как вырост кишечника. Рыбы, будучи все еще прочно привязанными к водной среде, заглатывали воздух, просто чтобы получить необходимое количество кислорода в относительно бескислородной среде девонских водоемов, также пузырь стал специализированным органом, обеспечивающим плавучесть. У многих современных рыб пузырь утратил связь с пищеводом, но у некоторых – включая таких рыб, как форель, сельдь, сом и угорь, – эта связь сохраняется в виде воздушного канала^[147], позволяющего им заглатывать воздух, чтобы регулировать объем плавательного пузыря, а в некоторых случаях и для дыхания. Есть даже рыбы, которые получают основное количество кислорода из воздуха, к ним относятся электрический угорь^[148] и – что неудивительно – двоякодышащие рыбы.

В отличие от них, у наземных млекопитающих, отважившихся вернуться к водному образу жизни через сотни миллионов лет после того, как их предки утратили жабры, не было сопоставимых с наземным дыханием способов для получения кислорода из воды. Тут нужно понимать, что сложная адаптация формируется постепенно, шаг за шагом, путем мелких изменений, и каждый шаг на этом пути должен вести к повышению приспособленности, иначе ему не будет благоприятствовать естественный отбор, а значит, он не приведет к следующему шагу. Представьте себе блестящее инновационное изменение в метаболизме, которое удвоит эффективность усвоения энергии из пищи; такая адаптация будет феноменально полезной и безусловно повысит репродуктивный успех. Однако если полный процесс усовершенствования требует трех последовательных изменений, то такая адаптация может возникнуть лишь при условии, что и первая, и вторая из этих мутаций сами по себе делают животное более успешным, чем его собратья. Если любая из первых двух мутаций ухудшает метаболизм животного, тот факт, что заключительный этап мог бы принести огромное преимущество, уже не имеет значения; особи с любой из этих двух вредных мутаций проиграют в конкуренции тем, кто вообще не менялся, и у третьей мутации просто не будет шанса возникнуть. (Биолог-эволюционист Джерри Койн привел отличную аналогию с плакатами, которые видят американские водители в местах, где ведутся дорожные работы: «Неудобства на время, улучшение навсегда»^[149], – такое возможно в рамках планируемого инфраструктурного проекта, но только не слепого и ненаправленного процесса типа естественного отбора.)

Формирование в процессе эволюции совершенно новой системы, способной эффективно работать как жабры, потребовала бы именно такой серии промежуточных этапов, каждый из которых давал бы преимущества для животного; того факта, что получившиеся в результате этого процесса жабры очень полезны, недостаточно. Все мои дальнейшие рассуждения строятся на предположениях, но первым шагом, по-видимому, должно было стать образование выроста кишечника, который помогал бы извлекать кислород из морской воды (как это происходит у рыб). К сожалению, уже на этом этапе возникает проблема, связанная с относительным содержанием кислорода в воздухе и морской воде. Даже вблизи поверхности, где больше всего кислорода, вода содержит лишь около трети от того количества кислорода, которое содержится в воздухе над ней. Млекопитающему, следовательно, понадобится заглатывать три литра воды, чтобы получить столько же кислорода, сколько могла бы получить рыба, заглотив один литр воздуха^[150]. Мутация, обеспечивающая вырост кишечника, который позволил бы извлекать кислород из проглоченной воды, будет, таким образом, гораздо меньшим преимуществом для млекопитающего, чем она была для доисторических рыб. Эта проблема еще больше усугубляется соленостью морской воды, которая делает ее практически токсичной при попадании в организм. Хотя некоторые морские млекопитающие иногда пьют морскую воду, но, чтобы получить какую-то пользу для дыхания, ее понадобится заглатывать в гораздо больших количествах, и то, скорее всего, эту пользу перевесят энергетические затраты на обессоливание и согревание (температура воды намного ниже температуры тела теплокровных млекопитающих). У первой рыбы, начавшей дышать воздухом, таких проблем не было: проглоченный воздух не токсичен и его нетрудно нагреть. Поэтому, вместо того чтобы снова обзавестись жабрами^[151], у перешедших к жизни в воде млекопитающих накопились мутации, которые просто сделали дыхание воздухом более удобным в водной среде, тем самым еще больше усложнив возможный переход на дыхание по типу рыб.

Зависимость от избранного пути развития также объясняет некоторые различия между рыбами и млекопитающими, которые возникли произвольно, как, например, направление, в котором те и другие изгибают тело при движении. Рыбы изгибаются из стороны в сторону; киты и дельфины машут хвостом вверх-вниз. Рыбы (или, скорее, их предки, тоже водные животные) первыми сделали выбор между двумя типами движения, хотя он, вероятно, был не так важен: в воде плывущее животное со всех сторон окружено средой, оказывающей сопротивление, так что не имеет значения, в каком направлении прилагать силу, чтобы отталкиваться, – так сложилось, что рыбы предпочли использовать движение из стороны в сторону. Но на суше опора всегда находится под вами, так что наиболее эффективная форма локомоции связана с приложением силы, частично направленной вниз^[152]. (Чтобы увидеть это движение вверх-вниз, посмотрите видеозапись бегущей борзой в замедленном режиме и обратите внимание, как изгибается ее позвоночник.) К тому времени, когда будущие водные млекопитающие впервые обратили полный надежды взгляд назад к морю, они уже обладали позвоночником, который лучше всего изгибался вверх-вниз. Как только они перебрались в воду, то неизбежно стали махать хвостом в этой плоскости, а не из стороны в сторону.

Я отметил, что это различие в изгибании позвоночника при плавании у рыб и млекопитающих возникло произвольно, так как здесь, как и в случае с крыльями колибри и бражника, функциональное сходство просто поразительно. Чего нельзя сказать о жабрах акулы и легких дельфина: для водных животных первые, бесспорно, гораздо полезнее вторых. Тем не менее (и я уже говорил это раньше) сам факт существования дельфинов, без сомнения, свидетельствует о том, что легкие хоть и не идеально подходят для водного образа жизни, но, по крайней мере, достаточно для него хороши – и, как мы еще увидим, принцип «достаточно хороший» – это скорее правило, чем исключение.

Редкие враги и еще более редкие друзья

На протяжении всей книги мы видели, как давление отбора, направленное на развитие определенного признака, коррелирует с издержками приспособленности, связанными с его отсутствием. Из этого вытекают многие последствия, в том числе принципы «жизнь/обед» и «здоровье/дом», лежащие в основе отношений между хищниками и добычей или хозяевами и паразитами соответственно. Другим общим результатом является замедление эволюционных изменений на пути ко все большему усовершенствованию; чем «лучше» становится животное, тем меньше у него стимулов совершенствоваться дальше. Совершенство все больше отодвигается, подобно далекому огоньку на горизонте, который все уменьшается и тускнеет по мере приближения к нему.

Такое ослабление стимула к полному завершению процесса адаптации порождает ряд не связанных друг с другом явлений, которые можно объединить под названием «эффект редкого врага» и которые возникают, потому что естественный отбор способствует появлению признаков, в большинстве случаев достаточно хороших, но не всегда учитывающих сценарии, возникающие в редких случаях. Эффект редкого врага можно представить себе как перевернутый вверх ногами принцип «жизнь/обед». В последнем случае необходимость спасти свою жизнь сильнее, чем необходимость обеспечить себе обед, и это приводит к естественному преимуществу для того вида, который служит добычей. Но чтобы у добычи сохранялось это избирательное преимущество, вероятность нападения хищника – а не просто репродуктивная цена единичного случая такого нападения – также должна быть высокой.

Всякий, кому случалось заполнять анкету для оценки здоровья и безопасности на рабочем месте, должен быть знаком с понятиями «опасность» и «риск»; первое означает, насколько плохо будет, если некое событие произойдет, а второе – оценка вероятности того, что оно может произойти на самом деле. Угроза, которую представляет данное событие, выражается как опасность, помноженная на риск. Если вы собираетесь в поход по горам Шотландии, опасность, которую представляют собой стертые ноги, очень невелика, но риск высок, так что стоит запастись бактерицидными пластырями. Напротив, опасность, которую представляет собой медведь, сбежавший из местного заповедника, гораздо серьезнее, но вероятность этого настолько мала, что тратиться на спрей, отпугивающий медведей, не стоит. На Аляске дело обстоит иначе – опасность нападения медведя точно такая же, но риск, что это произойдет, в тысячи раз выше, поэтому будет целесообразно вложиться в баллончик с противомедвежьим спреем.

Так же действует и естественный отбор. Для газели и опасность, и риск столкновения с гепардом высоки, поэтому сохраняется сильное давление отбора, способствующее формированию признаков, помогающих убегать от гепардов. Но если гепарды становятся исчезающе редкими животными – то есть превращаются в «редкого врага», – то, хотя опасность, которую представляет нападение гепарда, не меняется, риск будет минимальным, поэтому стимул перенаправлять ресурсы на развитие способностей, позволяющих спасаться от гепардов, будет снижаться. Особи, гены которых заставляют их меньше вкладываться в мускулатуру и больше в эффективность пищеварения, начнут побеждать в конкурентной борьбе тех, кто все еще хорошо умеет бегать от хищников, с которыми никто из них никогда не встречался. Иными словами, естественный отбор перестанет «видеть» угрозу со стороны гепардов и больше не будет благоприятствовать развитию признаков, позволяющих ее избегать.

Теперь рассмотрим тот же сценарий с точки зрения редкого врага. Для него стимул уметь ловить добычу не меняется, так что давление отбора на преодоление защиты добычи остается неизменным. У редких врагов, таким образом, оказывается некое преимущество. Возьмем удильщиков – группу хищных рыб с чудовищными, похожими на мышеловку челюстями, распахнутыми в ожидании ничего не подозревающей добычи. Удильщики достаточно малоподвижны: в зависимости от вида они либо лежат, затаившись, на морском дне, либо дрейфуют в темной глубине океанов, – но они не совсем пассивны в том, что касается способа охоты. Первый луч^[153] спинного плавника удильщиков отстоит от остальных лучей и отделен от обычно натянутой на плавник кожи; на конце его есть маленький вырост, который называется приманкой. Этот шип подвижен, и удильщик размахивает приманкой перед ртом, привлекая рыбу, ракообразных и другую морскую живность, плавающую на расстоянии броска. У глубоководных видов приманка может быть населена биолюминесцентными бактериями и светиться, чтобы ее было лучше видно.

Для ничего не подозревающих жертв приманка кажется не опасностью, а возможностью поесть, и, так как удильщики встречаются сравнительно редко (т. е. редко по сравнению с извивающимися съедобными существами), давление отбора на их потенциальную добычу, заставляющее ее учиться отличать еду от приманки перед пастью хищника, остается слабым, несмотря на опасность последнего. Между тем мерцающая приманка на голове удильщика свидетельствует о том факте, что, хотя давление на жертву, заставляющее избегать редких врагов, невелико, нельзя сказать того же об агрессорах, которые могут позволить себе обзаводиться поразительно коварными орудиями ловли. Удильщик – тот же самый сбежавший из заповедника медведь в шотландских горах: очень опасный, но не настолько распространенный, чтобы к встрече с ним стоило готовиться.

Если редкий враг может быть смертоносным, не вызывая сколько-нибудь значительного эволюционного ответа со стороны жертв, то еще большее вознаграждение ожидает тех редких врагов, которые причиняют нелетальный вред, так как репродуктивная цена для жертвы – а следовательно, и давление отбора, способствующее развитию контрмер, – снижается еще больше. Эта книга посвящена в основном животным (и вирусам, которым тут фактически присвоен почетный статус животных), но я не могу удержаться от того, чтобы не поделиться примером, связанным с особенностями размножения кирказона округлого (Aristolochia rotunda) – растения, которое не полагается на волю случая, когда речь заходит о таком важном вопросе.

Представители рода Aristolochia чем-то напоминают насекомоядные растения кувшиночники (Nepenthes), видоизмененные листья которых, похожие по форме на кувшины, превращены в ловушки с жидкостью, привлекающей – и переваривающей – насекомых; у кирказона, однако, кувшинчики формируются из чашелистиков цветка, и, так как у этого растения нет хищных наклонностей, они не содержат пищеварительной жидкости. Это не значит, что они не интересуются насекомыми – ведь, как и большинство цветковых растений, они полагаются на них в деле опыления. В случае кирказона это могут быть, например, мухи (сем. Chloropidae), несколько видов которых питаются трупами других насекомых. Этих мушек особенно привлекают летучие химические соединения, выделяемые клопами из семейства Miridae, когда их атакует членистоногий хищник, и эта довольно узкоспециализированная привычка способствовала появлению первой стадии трехэтапной системы опыления у кирказона с захватом опылителя: цветки выделяют именно те химические соединения, которые характерны для травмированных насекомых. Второй ее элемент – направленные назад волоски, которыми выстлана внутренняя часть цветочного кувшинчика, не дающие выбраться назад ни одной мушке, забравшейся внутрь в поисках еды. Третий элемент – утончение стенки цветка непосредственно между пестиком и тычинками, что создает «окно», свет которого привлекает мушку именно туда, где она нужна.

Попавшая в ловушку муха крутится внутри цветка в безнадежных поисках выхода и постоянно натыкается на пыльники – структуры, содержащие пыльцу. Через определенный промежуток времени волоски кувшинчика вянут и опадают, и мушка освобождается, чтобы попасть в ловушку другого цветка кирказона, чье рыльце (часть женской репродуктивной системы растения) получит пыльцу от предыдущего цветка. Оказанная услуга жизненно важна для растения, но дешево обходится мушке – такой дисбаланс затрат приводит к неравному состязанию, не оставляя «жертве» шансов на развитие соответствующих защитных механизмов.

Таким образом, редкими врагами могут быть не только животные, но и растения – а кроме того, неживые объекты. Можно утверждать, например, что астероид, погубивший динозавров, был таким редким врагом: смертельным, но настолько маловероятным, что предвидеть его было совершенно невозможно. Другие случаи не столь катастрофичны. На территории современного Хэнкок-парка посреди Лос-Анджелеса была (и остается до сих пор) система битумных озер в тех местах, где на поверхность с давних времен просачивалась сырая нефть, становясь затем все плотнее и гуще по мере того, как более легкие компоненты выветривались при контакте с воздухом. В эти вязкие липкие озерца попадали животные и не могли оттуда выбраться, потом их останки превращались в окаменелости. На раскопках битумных озер Ла-Бреа в Хэнкок-парке были найдены остатки тысяч особей нескольких сотен видов, живших 38 000 лет назад. Многие из них ныне вымерли (хотя и не из-за того, что массово гибли в битумных озерах): среди них ужасный волк, американский гепард, американский лев, саблезубые кошки, колумбийский мамонт, тихоокеанский мастодонт, три вида наземных ленивцев и два вида лошадей^[154]. Ни для одного из этих видов животных эти ямы не представляли собой достаточно распространенную угрозу, чтобы запустить эволюционный ответ, который мог бы включать, например, развитие реакции избегания запаха нефти.

Пустые банки спермы

Вряд ли стоит удивляться тому, что у редких врагов есть противоположность в лице «редких друзей», которых можно рассматривать как возможность для повышения приспособленности, обычно упускаемую из-за того, что они слишком редки, чтобы могло возникнуть значительное давление отбора, позволяющее накопить подходящие мутации. Очевидным примером «редких друзей» могут служить съедобные объекты, когда они – как правило, в результате адаптивной эволюции – приобретают внешний вид, имитирующий нечто несъедобное. Например, многие насекомые обзавелись внешним сходством с частями растений, такими как листья и ветки, но я хочу обратить ваше внимание на паука Phrynarachne ceylonica. Эти пауки чрезвычайно напоминают птичий помет, такая маскировка обеспечивает защиту от хищников, которые не могут распознать в них добычу. Конечно, для отдельного хищника было бы полезно повысить способность отличать одно от другого, но тот факт, что пауки встречаются гораздо реже птичьего помета, означает, что данное преимущество – и соответствующее давление отбора в пользу нужной мутации – будет пренебрежимо мало. Таким образом, P. ceylonica – редкий друг для потенциальных хищников – угощение, которое так и просится, чтобы его съели, но слишком необычное, чтобы его «заметил» естественный отбор. (Интересный пример дополнительного эффекта признака: этот паук еще и редкий враг – маскировка под птичий помет в сочетании с соответствующим запахом привлекает определенных насекомых, на которых паук затем нападает.)

Эту главу я завершу рассказом о совсем ином виде редкого друга, характерном лишь для нашего вида, и о связанном с ним наблюдении, которое могло бы озадачить пришельца из другой галактики: мужчины не стоят в очереди в банки спермы. Более того, на самом деле мужчин приходится заманивать туда деньгами. Почему это так? Если можно было бы сказать, что гены чего-то «хотят», то они хотят, чтобы мы создавали их копии; в конце концов, существующие ныне гены, несомненно, являются теми самыми, которые лучше всего способствовали самовоспроизведению своих хозяев. Поэтому кажется логичным, что мужчины не должны упускать возможность передать свои гены способом, не требующим от них никаких вложений, кроме спермы. В отличие от супружеской измены донорство спермы не вызывает общественного порицания, и, следовательно, донор не несет затрат, которые могли бы перевесить потенциальную выгоду от возможности зачать больше детей. Это, по сути, бесплатный способ распространить свои гены. Так почему же мужчины не выстраиваются в очередь?

Банки спермы – идеальный пример «редких друзей»: они предоставляют просто невероятные возможности повысить свой репродуктивный успех, которые тем не менее обычно игнорируются. Так почему именно так происходит? Да, к их услугам прибегают редко, но потенциальный генетический выигрыш так велик, что разумно предположить, что даже незначительная склонность мужчин к использованию банков спермы могла бы быстро распространиться среди мужского населения. Это ни в какое сравнение не идет с уловками пауков, мимикрирующих под птичий помет, когда выгода от правильного различения незначительна; ген, отвечающий за положительное отношение к банкам спермы, мог бы стать самым успешным геном в истории человечества.

Тем не менее трудно представить, какая новая мутация могла бы заставить мужчин чаще посещать банки спермы. Склонность мастурбировать в стакан, а не в салфетки?^[155] Невероятно, но именно непопулярность банков спермы могла бы озадачить пришельцев, потому что – в зависимости от того, как протекала их собственная эволюция, – они могли бы посчитать, что с мужчинами, не осознающими такой великолепной возможности распространить свои гены, явно что-то не так. Люди, в конце концов, обладают агентностью. Причиной такой (гипотетической) озадаченности со стороны пришельцев является процесс, который можно назвать опосредованным отбором. Естественный отбор, как мы знаем, слеп и не имеет ни цели, ни намерения, а это означает, что он благоприятствует любому признаку (физическому или поведенческому), который способствует повышению репродуктивного успеха, независимо от того, чем тот в действительности опосредован. Чего не делает естественный отбор, так это не отдает предпочтения наиболее очевидным и прямым способам повышения приспособленности – точнее, если и делает это, то случайным образом. Например, предрасположенность людей к сладкой пище сформировалась в ходе эволюции потому, что давала своим носителям преимущество; те, кто пользовался такими неожиданными подарками судьбы, как пчелиные соты, полные питательного меда, или сладкие плоды, оставляли больше потомства, чем те, кто этого не делал. Однако ни один человек не ел и не ест мед, руководствуясь какими-то стратегическими соображениями по поводу его питательных свойств, – он ест его, просто потому что ему нравится вкус. Иными словами, естественный отбор может благоприятствовать признакам, лишь опосредованно связанным с полезным поведением, а не самому поведению.

Обычно это прекрасно работает, хотя мы уже видели примеры того, как другие могут воспользоваться несоответствием между опосредованным и прямым (желаемым) результатом; птицы полагаются на такой косвенный признак, как присутствие в гнезде, для идентификации потомства, и кукушки извлекают выгоду из неполной корреляции между тем, кто находится в гнезде камышовки, и тем, кого на самом деле «хотели бы» вырастить гены камышовки. Аналогичным образом гены поденок «хотят», чтобы их носительницы отложили яйца в самых подходящих для этого местах, но они не напрямую заставляют поденок так поступать – они заставляют их откладывать яйца на поверхности, поляризующие свет, что является опосредованным признаком такого места. Этот конкретный опосредованный признак очень хорошо коррелирует с реальной целью, пока не приходят люди и не начинают строить дороги.

Точно так же ни одно животное не занимается сексом, потому что действительно хочет завести потомство; оно занимается сексом, потому что это доставляет ему удовольствие, и в течение миллиардов лет существования разных полов и полового процесса эта связь между удовольствием и половым актом гарантированно обеспечивала размножение. (Человек нетипичен в том, что иногда занимается сексом осознанно, с целью воспроизводства, но только для того, чтобы удовлетворить другой опосредованный импульс к воспроизводству – желание иметь детей. Люди никогда не занимаются сексом с единственной целью произвести новые копии определенных генов.)^[156] Лишь совсем недавно и только у одного из немногих видов секс потенциально перестал быть неразрывно связан с размножением: теперь люди часто занимаются сексом ради удовольствия, целенаправленно (и довольно эффективно) избегая зачатия. Если бы ген обладал сознанием, то порицал бы контрацепцию еще сильнее, чем католическая церковь.

Достижению совершенства в природе препятствуют сами эволюционные механизмы. Естественный отбор ничего не планирует, никогда не заглядывает вперед и благоприятствует любому признаку, который приносит непосредственную пользу генам данного организма (т. е. заставляет организм их воспроизводить), невзирая на вероятность оказаться в конце концов в эволюционном тупике. В этом и состоит урок данной главы, а ранее мы узнали, что методы, используемые эволюцией, приводят к самым разнообразным неконструктивным и подчас ужасающим результатам, от мух с глазами, расположенными на нелепо длинных стебельках, до самцов пауков, отламывающих собственные гениталии. Надеюсь, на страницах этой книги мне удалось убедить вас в верности моего основного тезиса, состоящего в том, что эволюция не всегда приводит к улучшению, неважно, с точки зрения вида, особи или гена. Остается лишь один вопрос: что нам делать со всей этой информацией? В последней, заключительной части я выскажу несколько своих предложений.

Заключение

Эволюция посредством естественного отбора на первый взгляд не является такой уж сложной темой для понимания. Живые существа эволюционируют – меняются с течением времени, – и так происходит потому, что самовоспроизводящиеся молекулы ДНК, определяющие их строение, не всегда воспроизводятся идеально; это несовершенство порождает наследственную изменчивость форм и поведения, что обусловливает различия в репродуктивном успехе у получившихся вариантов. Это, в свою очередь, приводит к тому, что популяция какого-либо вида, существующая в любой момент времени, состоит из особей, признаки которых в среднем несколько отличаются от признаков особей предыдущего поколения.

Эта, казалось бы, очевидная логическая цепочка порождает странные выводы, и не только в том смысле, что не все линии или процессы ведут себя одинаково, но и в том, что механизмы отбора то и дело дают результаты, которые на первый взгляд противоречат самой этой затее. Мы уже познакомились с множеством примеров: эскалация гонки вооружений со временем неуклонно приводит к снижению эффективности воспроизводства генетического материала – sine qua non^[157] жизни на Земле; признаки, которым благоприятствует естественный отбор, могут приводить к снижению средней приспособленности представителей вида; старение особи, возможно, имеет адаптивный характер; эволюция альтруизма привела к появлению рабства и самопожертвования ради уничтожения врагов; успех в совместном предприятии полового размножения может иногда достигаться за счет агрессивного поведения и насилия над партнером. И этот список можно продолжать бесконечно.

Если из этого и можно извлечь какой-то общий урок, так это то, что эволюция не имеет никакой цели и направления. Напротив – она бесцельна, пассивна и лишена морали. Это одна из причин, почему невозможно никак связать то, чему благоприятствует естественный отбор, с тем, к чему мы как цивилизованные люди должны стремиться. Другая причина состоит в том, что непосредственными субъектами эволюционных изменений являются гены, а не особи, так что даже если мы думаем, будто способны различить «цель» в этом неумолимом потоке выживания, размножения и смерти, то все равно можем быть уверены, что это не наша цель. Возьмем, например, муравьев^[158], которых их гены каждую ночь заставляют приносить себя в жертву, чтобы остальные члены колонии (несущие те же гены) оставались в безопасности в надежно запечатанном гнезде; интересы этих особей строго подчинены интересам нескольких реплицирующихся пучков бесцветной нуклеиновой кислоты. Если бы наше существование сводилось только к этому, подобная участь постигла бы и нас самих.

Совершенно очевидно, однако, что многим из нас это еще только предстоит осознать. Что касается нашего вида, то слишком часто высказывается предположение, что эволюция проложила нам путь, следуя по которому мы стали идеально приспособленными к окружающему миру, а мир к нам. Читатель, поверь, это заблуждение.

Обаяние природы

Если вы хотите знать, что лучше всего для человека, стоит спросить об этом шестилетнего ребенка. Дети еще не усвоили все жизненные ограничения и поэтому не скованы в своих устремлениях рамками разумности. Ребенок знает то, что забыли взрослые (подавленные долгими годами несбывшихся мечтаний): было бы намного лучше, если бы мы умели летать, дышать под водой и бегать быстро, как гепарды. Большинство взрослых, конечно, могут дать ответы на вопрос, почему мы не обладаем такими способностями, хотя и неодинаковые по глубине понимания проблемы. Но давайте выскажемся предельно ясно: жизнь безусловно была бы приятнее, если бы мы умели летать, дышать под водой и бегать со скоростью ветра, и ни одна из этих способностей не является невозможной с технической точки зрения – просто на нашем эволюционном пути их развитию не благоприятствовали процессы, формировавшие разные формы жизни на этой планете. Фильтр естественного отбора не настроен на то, чтобы делать жизнь отдельных особей более приятной; он просто отдает предпочтение химическим соединениям, которые способны хорошо самовоспроизводиться, и нет никаких веских оснований предполагать, что эти два критерия часто совпадают. Поэтому разумно предположить, что качество жизни человека (или любого другого вида) не так высоко, как оно могло бы быть; мы не можем, подобно доктору Панглосу^[159], ожидать, что «все к лучшему в этом лучшем из возможных миров».

Слишком часто, когда мы размышляем о том, насколько чудесна жизнь на Земле, со всеми своими красками, разнообразием и великолепием, мы забываем выбрать правильную отправную точку для сравнения – или вообще провести осознанное сравнение. И хотя во многих отношениях наша жизнь действительно прекрасна, можно было бы достичь гораздо большего. Даже если оставить в стороне недостатки, которые нам хотя бы в перспективе под силу исправить, такие как очевидные социальные и экономические проблемы, преследующие человечество с самого начала письменной истории (и, надо полагать, с гораздо более ранних времен), жизнь самого привилегированного из биологических видов полна трудностей: нас изводят паразиты; мы страдаем от раковых опухолей; мы лишаемся близких; мы стареем и теряем силу, гибкость, выносливость, зрение, слух и память. Все это, безусловно, естественный ход вещей. Поэтому возникает вопрос, почему в современном мире «естественное» столь часто воспринимается как синоним «хорошего».

Несомненно, что за подобным неправильным представлением стоит непонимание эволюционной биологии. Если вы считаете, что естественный отбор (который уже довольно долго и усердно работает) – это механизм постоянного усовершенствования, то вы неизбежно придете к выводу, что лучше всего для нас те условия, в которых мы эволюционировали. Люди развивались в естественной среде; следовательно, естественная среда – наилучшая возможная среда для процветания человека.

Прежде чем двигаться дальше, стоит немного поразмыслить над тем, что мы понимаем под «естественным» или «неестественным». Если люди относятся к животному миру и являются частью природы, можно утверждать, что все, что мы делает и создаем, тоже следует считать естественным. На самом деле единственным обоснованным определением неестественного могло бы быть «то, что в мире не существует», а для этого у нас уже есть термин – «сверхъестественное». Большинство людей, конечно, под «неестественным» понимают то, что является продуктом только человеческой деятельности. Чуть позже мы рассмотрим это подробнее. Между тем следует признать, что представление, согласно которому естественное равняется наилучшему, глубоко укоренилось во многих аспектах нашей жизни. Действительно, существуют целые отрасли, основанные на иллюзии, что «натуральность» обеспечивает особые преимущества независимо от фактических характеристик того или иного продукта (иллюзии, над поддержанием которой усердно работают целые команды маркетологов). Например, считается, что стиральные порошки, содержащие только натуральные ингредиенты, более безопасны для окружающей среды (и потребителя), чем те, которые содержат синтетические химические вещества, несмотря на то, что множество крайне опасных токсинов имеют совершенно естественное происхождение^[160]. Я это испытал на собственном опыте, когда, будучи начинающим экологом, работал на Мадагаскаре. Во время перерыва в полевой работе один из наших местных проводников отправился в лес и вскоре вернулся с горстью листьев, которые растер в кашицу между двумя камнями. Затем он бросил растертые листья в озерцо в пересохшем русле реки, по которому мы шли, и через пятнадцать минут на поверхность стала всплывать снулая рыба. Мы съели ее на ужин – как проводники, так и озадаченные экологи. Для рыбы вещества, содержащиеся в этих листьях, были столь же естественными, как цапли, бродившие по водоемам, и столь же опасными.

Это наблюдение далеко не ново. Идея о том, что натуральное значит хорошее, уже имеет название – ошибка «апелляции к природе», и такой подход вызывает возмущение ученых, инженеров и в особенности медицинских работников вот уже многие десятилетия. В последние годы эта концепция вновь ожила в качестве главного аргумента сторонников антипрививочного движения, но страхи перед «ненатуральными» продуктами всегда сопутствовали развитию современной медицины. Индустрия альтернативной медицины предлагает широкий спектр различных практик и продуктов, но все они связаны с лежащей в их основе философией, согласно которой все натуральное полезно для нас, а все ненатуральное вредно. Такая точка зрения стала преобладающей, несмотря на тот факт, что всякий раз, когда «натуральное» средство испытывается и обнаруживается его эффективность, его с готовностью допускают в сферу современной медицины. Скучная правда заключается в том, что различие между альтернативной и современной медициной состоит не в происхождении лекарств, а лишь в их доказанной эффективности. Единственный полезный инструмент в арсенале альтернативной медицины – эффект плацебо, который профессиональные врачи не могут использовать открыто по этическим причинам^[161].

Ошибка «апелляции к природе» также лежит в основе многих направлений в области оздоровления и поддержания общего благополучия организма, включая так называемые палеодиеты и моду заниматься спортом босиком. Любопытно отметить, что гуру по образу жизни, советующие есть только то, что могло быть доступно в палеолите, не спешат рекомендовать специально заглатывать яйца кишечных паразитов, чтобы по-настоящему прочувствовать опыт наших предков. Точно так же вы вряд ли видели, чтобы люди, бегающие по тротуарам в одних прорезиненных носках, меняли костюмы из лайкры на шкуры антилоп. Здесь следует пояснить, что я вовсе не восхваляю современный образ жизни; напротив, я твердо убежден, что наш сидячий, зависимый от технологий образ жизни крайне вреден как для нас самих, так и для единственной известной нам обитаемой планеты. Вместе с тем я также очень благодарен науке за антибиотики и страшусь грядущей эпидемии резистентности. Поэтому нам стоит согласиться, что существуют полезные натуральные вещи, такие как дикорастущие плоды, и вредные, такие как мышьяк; существуют также полезные неестественные вещи, например созданные человеком, а не природой кардиостимуляторы, и вредные, такие как пары этилированного бензина (или привычка проводить весь день за письменным столом). Суть в том, что нет никакой связи между «естественностью» продукта или поведения и присущими ему преимуществами; делить все на естественное и неестественное, чтобы быстро решить, что нам подходит, а что нет, просто неконструктивно. Иногда нужно приложить усилия, чтобы оценивать вещи по их реальным достоинствам.

Вопрос о преимуществах натуральных продуктов по сравнению с ненатуральными редко вызывает столько споров, как вопрос о том, что считать естественным и неестественным поведением. Давайте перейдем к сути вопроса – и избежим бесчисленных споров в будущем, – указав, что естественность не является критерием моральности.

Доказать это несложно. Если в этой книге я и хотел вас в чем-то убедить, так это в том, что природный мир изобилует событиями и видами поведения, которые никто в здравом уме не может рассматривать как поучительные с моральной точки зрения. Я уже рассказывал вам о напрасно умирающих от голода слонах, муравьях-рабовладельцах, пауках, которые калечат гениталии самкам, патогенах, доводящих хозяев до самоубийства, возникшей в ходе эволюции зловредности, обмане при кооперации и различных формах отцеубийства, детоубийства и братоубийства. Ко всему этому я мог бы добавить рассказы о том, как каланы насилуют детенышей тюленей (а морские котики – королевских пингвинов) или как умирают пары самцов оленей, запутавшихся рогами во время брачных поединков, о клыках бабируссы (дикой свиньи), которые растут, загибаются и врастают в ее собственный череп, а также множестве случаев, когда хищники поедают добычу, пока она явно еще жива.

Quo Vadimus?^[162]

В заключение я хотел бы высказать еще одну мысль, которая – по крайней мере, на мой взгляд – логически вытекает из высказанного выше утверждения, что эволюция не движется в каком-либо определенном направлении: если это так, то куда мы все же идем?

Конечно, я понятия не имею, как ответить на этот вопрос, но точно знаю, что стоит начать с оценки нашего нынешнего положения. Можно начать с самого очевидного: мы всё еще живы…

…чего нельзя сказать о динозаврах, над чьей судьбой часто иронизируют за то, что они имели глупость вымереть. Более того, само слово «динозавр» часто используется как синоним чего-то «отсталого», «архаичного» и «устаревшего», а также прочих нелестных характеристик. В некоторых отношениях это справедливая оценка – в конце концов, последние динозавры действительно проявили неспособность идти в ногу со временем; из эволюционной линии, которая могла похвастаться разнообразием существ, в том числе таких, как трицератопсы – трехрогие бронированные «танки» с воротниками на шее, устрашающие хищные тероподы, гиганты вроде дредноута и крохотные дромеозавры вроде анхиорниса (Anchiornis), живущие на деревьях, только одна маленькая группа – птицы – дожила до кайнозойской эры, начавшейся 66 млн лет назад. Остальные полностью исчезли.

Все же не стоит забывать, что династия, конец которой положил Чикшулубский астероид, была чрезвычайно успешной. Например, зауроподы – группа, к которой принадлежал дредноут, – были, вероятно, самой преуспевающей кладой^[163] наземных позвоночных из всех когда-либо существовавших; они доминировали среди растительноядных в своих экосистемах на протяжении 100 млн лет^[164]. Это примерно в 25 раз дольше, чем существуют двуногие гоминиды, и как минимум в 300 раз дольше, чем Homo sapiens (на данный момент). Впрочем, даже наши всячески принижаемые родственники, неандертальцы, обитали на Земле дольше, чем мы.

Что в таком случае можно сказать об успешности нашего вида? Многое зависит от того, что мы понимаем под словом «успешность»^[165]. Один из критериев – многочисленность, и по этим меркам мы (в настоящее время) весьма преуспеваем; ни одно животное сопоставимых размеров не приближается к людям по количеству особей. Наш ближайший конкурент в дикой природе – тюлень-крабоед^[166], с которым мы ненадолго встретились в главе 1; по оценкам ученых, максимальная численность этого вида составляет всего 75 млн; это в сто раз меньше, чем численность Homo sapiens^[167]. Однако оговорка насчет «сопоставимого размера» склоняет чашу весов в нашу пользу, поскольку, вероятно, существуют миллионы видов беспозвоночных, более многочисленных, чем человек. Кроме того, два вида диких млекопитающих (серая крыса и домовая мышь), распространявшиеся вместе с нами начиная с самой зари цивилизации, возможно, тоже опережают нас по численности, к тому же мы безусловно уступаем по количеству животным, которых мы одомашнили для собственных нужд: по данным организации, занимающейся защитой сельскохозяйственных животных, Compassion in World Farming, на фермах ежегодно выращивается более 50 млрд кур. С точки зрения гена (напомню, что именно ген – единица естественного отбора и эволюции)^[168] намного лучше находиться в курице, чем в человеке (и еще лучше в вирусе, вызывающем ОРВИ, если говорить просто о численности).

Впрочем, довольно о численности. Как насчет долголетия? Мы всё еще очень молоды как биологический вид, но имеется ли у нас все необходимое, чтобы просуществовать долго? Есть два очевидных довода в пользу нашего выживания. Прежде всего, численность, хотя мы и уступаем по количеству многим мелким существам, но среди животных нашего размера мы, вероятно, являемся самой многочисленной группой, когда-либо существовавшей на Земле. Своей численностью мы обязаны нашей способности адаптироваться, меняя поведение в зависимости от условий окружающей среды, и – что еще важнее, – наоборот, изменять ее под свои нужды. Это обеспечивает нам устойчивость даже в случае катастрофических событий. Засуха, голод, извержение вулканов, подъем уровня моря или пандемия какого-либо заболевания могут уничтожить более 7 млрд человек, но при этом останется достаточно много людей для сохранения и дальнейшего развития нашего вида. Это будет болезненно, но человечество выживет.

Большой размер популяции обеспечивает сохранение биологического вида и менее очевидным образом. Проще говоря, существуют два взгляда на исчезновение видов: может быть либо полное вымирание, когда вид не оставляет потомства (как случилось с зауроподами и стеллеровой коровой), либо преобразование вида в процессе эволюции во что-то другое. Последний вариант называют «филетическая эволюция»^[169], и он, вероятно, представляет собой довольно распространенное явление. Например, как минимум одна крупная эволюционная ветвь динозавров продолжает ныне свое существование в виде современных птиц; с обыденной точки зрения динозавры вымерли, но с точки зрения таксономии они живы-здоровы и клюют вишню на деревьях. Аналогичным образом у многих современных людей в геноме есть небольшое количество генов, унаследованных от неандертальцев (почти наверняка есть и у меня, хотя я не проверял), а это значит, что по крайней мере у этих людей среди прямых предков есть представители другого вида людей каменного века. Разумеется, не все (и даже не большинство) из когда-либо живших неандертальцев имеют ныне живущих потомков, но по крайней мере некоторые из них определенно являются предками современных людей. Таким образом, наши родственники неандертальцы, обладавшие крупным мозгом и массивным скелетом, не вымерли в полном смысле этого слова.

Возвращаясь к нашей теме: биологический вид с меньшей вероятностью изменится и превратится во что-то другое, если он представлен одной большой плотной популяцией, так как любые мутации – даже полезные – размываются при скрещивании. Видообразование быстрее происходит, когда небольшие группы отделяются от основной популяции, так что, когда возникают изменения, они легче распространяются и закрепляются. Чтобы это различие сохранялось, группа должна оставаться изолированной, до тех пор пока не накопится достаточно отличий от предковой группы, так, чтобы при встрече этих двух групп не получалось плодовитого потомства. Любая их встреча раньше этого времени, скорее всего, приведет к тому, что их генетические различия будут размыты и снизятся до пренебрежимо малого уровня. Поэтому люди в краткосрочной перспективе вряд ли претерпят серьезные изменения. К тому же, как ни странно, мы необычайно хорошо ограждены от внешних факторов, которые могли бы вызвать изменения у любого другого вида. Это не означает, что мы не сталкиваемся с подобным давлением отбора и не отвечаем на него (например, малярия продолжает приводить к заметным изменениям в человеческих популяциях), но и его воздействие заметно уменьшилось со времени появления нашего вида (и особенно с началом индустриализации и глобализации).

Перечислив доводы в пользу перспектив долгого существования нашего вида, рассмотрим единственный очевидный аргумент в колонке «Против». В общих чертах этот аргумент был изложен в главе 3 в отношении патогенов, для которых репродуктивный успех может оказаться палкой о двух концах. Вирусы, бактерии и любые другие патогенные организмы должны соблюдать баланс между воспроизводством, которое может нанести вред хозяину, и необходимостью передачи своих потомков новым хозяевам, которая требует, чтобы хозяин какое-то время был жив. В любой эволюционной ветви и в любой среде естественный отбор в конечном итоге будет благоприятствовать патогенам с самой оптимальной стратегией; излишне вирулентные штаммы неизбежно вымрут, как и те, которые будут ограничивать вред, причиняемый хозяину за счет собственного воспроизводства. Однако – и это очень большое «однако» – подобные неудачные эксперименты все еще происходят и будут происходить при каждом изменении условий, вынуждающем приспосабливаться, вырабатывая новый оптимальный сценарий.

Важный урок состоит в том, что не существует механизма, способного заранее предотвратить самоубийственные ошибки; излишне вирулентный патоген постоянно «вознаграждается» за свою вирулентность естественным отбором, вплоть до того момента, пока не погубит окончательно свое единственное средство дальнейшего выживания (т. е. хозяина, который, будучи мертвым, уже не может передать патоген другому хозяину). Если рассматривать это в человеческом контексте, то даже на основании нашего нынешнего успеха будет преждевременно делать вывод, что мы выбрали выигрышную стратегию; напротив, нетрудно доказать, что мы вот-вот погубим наш единственный источник существования (планету Земля) и уже страдаем от этого. В главе 3 я рассматривал ситуацию, когда хозяин заражен двумя конкурирующими штаммами одного и того же патогена, причем один из них гипервирулентен, а другой обладал бы оптимальной вирулентностью, если бы обитал в организме хозяина один. Теоретически у последнего штамма перспективы выживания в долгосрочной перспективе лучше, но обоих погубит неконтролируемый рост первого, так как ни у того ни у другого не будет шансов распространиться после смерти хозяина. Полагаю, у шимпанзе, горилл и орангутанов как видов больше перспектив для долгой жизни на Земле, чем у нас, но мы все можем быть обречены на гибель из-за разрушительной деятельности тех, кто провозгласил себя «вершиной эволюции».

Искренне надеюсь, что я ошибаюсь.

Библиография

Введение

Mehta, R.S. and Wainwright, P.C., 2007. Raptorial jaws in the throat help moray eels swallow large prey. Nature, 449(7158), pp. 79–82.

Wainwright, P.C., 2005. Functional morphology of the pharyngeal jaw apparatus. Fish Physiology, 23, pp. 77–101.

Глава 1

Bothma, J.D.P. and Coertze, R.J., 2004. Motherhood increases hunting success in southern Kalahari leopards. Journal of Mammalogy, 85(4), pp. 756–760.

Cresswell, W. and Quinn, J.L., 2010. Attack frequency, attack success and choice of prey group size for two predators with contrasting hunting strategies. Animal Behaviour, 80(4), pp. 643–648.

Dawkins, R. 1986. The Blind Watchmaker. Norton & Co., New York.

Dawkins, R. and Krebs, J.R., 1979. Arms races between and within species. Proceedings of the Royal Society of London. Series B. Biological Sciences, 205(1161), pp. 489–511.

Gjertz, I. and Lydersen, C., 1986. Polar bear predation on ringed seals in the fast-ice of Hornsund, Svalbard. Polar Research, 4(1), pp. 65–68.

Hilborn, A. et al., 2012. Stalk and chase: how hunt stages affect hunting success in Serengeti cheetah. Animal Behaviour, 84(3), pp. 701–706.

Hocking, D.P. et al., 2013. Leopard seals (Hydrurga leptonyx) use suction and filter feeding when hunting small prey underwater. Polar Biology, 36(2), pp. 211–222.

Laurenson, M.K., 1994. High juvenile mortality in cheetahs (Acinonyx jubatus) and its consequences for maternal care. Journal of Zoology, 234(3), pp. 387–408.

MacDonald, H. 2006. Falcon. Reaktion Books, London. Ridley, M. 1993. The Red Queen. Viking Books, London.

Rodda, G.H. et al., 1992. Origin and population growth of the brown tree snake, Boiga irregularis, on Guam. Pacific Science (46), pp. 46–57.

Savidge, J.A., 1987. Extinction of an island forest avifauna by an introduced snake. Ecology, 68(3), pp. 660–668.

Wiles, G.J. et al., 2003. Impacts of the brown tree snake: patterns of decline and species persistence in Guam’s avifauna. Conservation Biology, 17(5), pp. 1350–1360.

Глава 2

Davies, N.B., 2011. Cuckoo adaptations: trickery and tuning. Journal of Zoology, 284(1), pp. 1–14.

Davies, N.B. and Welbergen, J.A., 2008. Cuckoo-hawk mimicry? An experimental test. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 275(1644), pp. 1817–1822.

Davies, N.B. and Welbergen, J.A., 2009. Social transmission of a host defense against cuckoo parasitism. Science, 324(5932), pp. 1318–1320.

Kilner, R.M. and Langmore, N.E., 2011. Cuckoos versus hosts in insects and birds: adaptations, counter-adaptations and outcomes. Biological Reviews, 86(4), pp. 836–852.

Langmore, N.E. et al., 2003. Escalation of a coevolutionary arms race through host rejection of brood parasitic young. Nature, 422(6928), pp. 157–160.

Lotem, A., 1993. Learning to recognize nestlings is maladaptive for cuckoo Cuculus canorus hosts. Nature, 362(6422), pp. 743–745.

Spottiswoode, C.N. et al., 2016. Reciprocal signaling in honeyguide-human mutualism. Science, 353(6297), pp. 387–389.

Stoddard, M.C. and Stevens, M., 2010. Pattern mimicry of host eggs by the common cuckoo, as seen through a bird’s eye. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 277(1686), pp. 1387–1393

Šulc, M. et al., 2020. Caught on camera: circumstantial evidence for fatal mobbing of an avian brood parasite by a host. Journal of Vertebrate Biology, 69(1), pp. 1–6.

Welbergen, J.A. and Davies, N.B., 2008. Reed warblers discriminate cuckoos from sparrowhawks with graded alarm signals that attract mates and neighbours. Animal Behaviour, 76(3), pp. 811–822.

Welbergen, J.A. and Davies, N.B., 2009. Strategic variation in mobbing as a front line of defense against brood parasitism. Current Biology, 19(3), pp. 235–240.

Welbergen, J.A. and Davies, N.B., 2011. A parasite in wolf’s clothing: hawk mimicry reduces mobbing of cuckoos by hosts. Behavioral Ecology, 22(3), pp. 574–579.

Глава 3

Auld, S.K. et al., 2016. Sex as a strategy against rapidly evolving parasites. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 283(1845), p. 20162226.

Coyne, J.A., 2009. Why Evolution is True. Oxford University Press, Oxford.

Desmettre, T., 2020. Toxoplasmosis and behavioural changes. Journal francais d’ophtalmologie, 43(3), pp.e89–e93.

Herrmann, C. and Gern, L., 2015. Search for blood or water is influenced by Borrelia burgdorferi in Ixodes ricinus. Parasites & Vectors, 8(1), pp. 1–8.

Jiménez-Martínez, E.S. et al., 2004. Volatile cues influence the response of Rhopalosiphum padi (Homoptera: Aphididae) to Barley yellow dwarf virus-infected transgenic and untransformed wheat. Environmental Entomology, 33(5), pp. 1207–1216.

Koella, J.C. et al., 1998. The malaria parasite, Plasmodium falciparum, increases the frequency of multiple feeding of its mosquito vector, Anopheles gambiae. Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 265(1398), pp. 763–768.

Musante, A.R. et al., 2007. Metabolic impacts of winter tick infestations on calf moose. Alces, 43, pp. 101–110.

Poirotte, C. et al., 2016. Morbid attraction to leopard urine in Toxoplasma-infected chimpanzees. Current Biology, 26(3), pp.R98–R99.

Rupprecht, C.E. et al., 2002. Rabies re-examined. The Lancet Infectious Diseases, 2(6), pp. 327–343.

Smit, N.J. et al., 2014. Global diversity of fish parasitic isopod crustaceans of the family Cymothoidae. International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife, 3(2), pp. 188–197.

Weinersmith, K.L., 2019. What’s gotten into you? A review of recent research on parasitoid manipulation of host behavior. Current Opinion in Insect Science, 33, pp. 37–42.

Глава 4

Basolo, A.L., 1990. Female preference predates the evolution of the sword in swordtail fish. Science, 250(4982), pp. 808–810.

Basolo, A.L., 1995. Phylogenetic evidence for the role of a pre-existing bias in sexual selection. Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 259(1356), pp. 307–311.

Basolo, A.L., 1995. A further examination of a pre-existing bias favouring a sword in the genus Xiphophorus. Animal Behaviour, 50(2), pp. 365–375.

Basolo, A.L. and Alcaraz, G., 2003. The turn of the sword: length increases male swimming costs in swordtails. Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 270(1524), pp. 1631–1636.

Berglund, A., 2000. Sex role reversal in a pipefish: female ornaments as amplifying handicaps. Annales Zoologici Fennici, 37, pp. 1–13.

Boyce, M.S., 1990. The red queen visits sage grouse leks. American Zoologist, 30(2), pp. 263–270.

Brooks, R., 2000. Negative genetic correlation between male sexual attractiveness and survival. Nature, 406(6791), pp. 67–70.

Bussière, L.F. et al., 2008. Contrasting sexual selection on males and females in a role-reversed swarming dance fly, Rhamphomyia longicauda Loew (Diptera: Empididae). Journal of Evolutionary Biology, 21(6), pp. 1683–1691.

Condit, R. et al., 2014. Lifetime survival rates and senescence in northern elephant seals. Marine Mammal Science, 30(1), pp. 122–138.

Cotton, S. et al., 2004. Condition dependence of sexual ornament size and variation in the stalk-eyed fly Cyrtodiopsis dalmanni (Diptera: Diopsidae). Evolution, 58(5), pp. 1038–1046.

Funk, D.H. and Tallamy, D.W., 2000. Courtship role reversal and deceptive signals in the long-tailed dance fly, Rhamphomyia longicauda. Animal Behaviour, 59(2), pp. 411–421.

Gibson, R.M. and Bradbury, J.W., 2014. 17. Male and female mating strategies on sage grouse leks. In Ecological Aspects of Social Evolution (pp. 379–398). Princeton University Press, Princeton, NJ.

Gwynne, D.T. et al., 2007. Female ornaments hinder escape from spider webs in a role-reversed swarming dance fly. Animal Behaviour, 73(6), pp. 1077–1082.

Hernandez-Jimenez, A. and Rios-Cardenas, O., 2012. Natural versus sexual selection: predation risk in relation to body size and sexual ornaments in the green swordtail. Animal Behaviour, 84(4), pp. 1051–1059.

Hingle, A., Fowler, K., and Pomiankowski, A., 2001. Size-dependent mate preference in the stalk-eyed fly Cyrtodiopsis dalmanni. Animal Behaviour, 61(3), pp. 589–595.

Husak, J.F. et al., 2011. Compensation for exaggerated eye stalks in stalk-eyed flies (Diopsidae). Functional Ecology, 25(3), pp. 608–616.

Johnson, J.B. and Basolo, A.L., 2003. Predator exposure alters female mate choice in the green swordtail. Behavioral Ecology, 14(5), pp. 619–625.

Kruesi, K. and Alcaraz, G., 2007. Does a sexually selected trait represent a burden in locomotion? Journal of Fish Biology, 70(4), pp. 1161–1170.

Lloyd, K.J. et al., 2020. Trade-offs between age-related breeding improvement and survival senescence in highly polygynous elephant seals: dominant males always do better. Journal of Animal Ecology, 89(3), pp. 897–909.

Murray, R.L. et al., 2018. Sexual selection on multiple female ornaments in dance flies. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 285(1887), p. 20181525.

Rogers, D.W., Grant, C.A., Chapman, T., Pomiankowski, A., and Fowler, K., 2006. The influence of male and female eye span on fertility in the stalk-eyed fly, Cyrtodiopsis dalmanni. Animal Behaviour, 72(6), pp. 1363–1369.

Swallow, J.G. et al., 2000. Aerial performance of stalk-eyed flies that differ in eye span. Journal of Comparative Physiology B, 170(7), pp. 481–487.

Schamel, D. et al., 2004. Mate guarding, copulation strategies and paternity in the sex-role reversed, socially polyandrous red-necked phalarope Phalaropus lobatus. Behavioral Ecology and Sociobiology, 57(2), pp. 110–118.

Wheeler, J. et al., 2012. Stabilizing sexual selection for female ornaments in a dance fly. Journal of Evolutionary Biology, 25(7), pp. 1233–1242.

Wilkinson, G.S., Amitin, E.G., and Johns, P.M., 2005. Sex-linked correlated responses in female reproductive traits to selection on male eye span in stalk-eyed flies. Integrative and Comparative Biology, 45(3), pp. 500–510.

Wilkinson, G.S. and Reillo, P.R., 1994. Female choice response to artificial selection on an exaggerated male trait in a stalk-eyed fly. Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 255(1342), pp. 1–6.

Worthington, A.M. and Swallow, J.G., 2010. Gender differences in survival and antipredatory behavior in stalk-eyed flies. Behavioral Ecology, 21(4), pp. 759–766.

Глава 5

Austad, S.N. and Hoffman, J.M., 2018. Is antagonistic pleiotropy ubiquitous in aging biology? Evolution, Medicine, and Public Health, 2018(1), pp. 287–294.

Chen, J. et al., 2007. A demographic analysis of the fitness cost of extended longevity in Caenorhabditis elegans. The Journals of Gerontology Series A: Biological Sciences and Medical Sciences, 62(2), pp. 126–135.

Dańko, M.J. et al., 2015. Unraveling the non-senescence phenomenon in Hydra. Journal of Theoretical Biology, 382, pp. 137–149.

Garsin, D.A. et al., 2003. Long-lived C. elegans daf–2 mutants are resistant to bacterial pathogens. Science, 300(5627), pp. 1921–1921.

Henning, J. et al., 2015. The causes and prognoses of different types of fractures in wild koalas submitted to wildlife hospitals. Preventive Veterinary Medicine, 122(3), pp. 371–378.

Janssen, V., 2012. Indirect tracking of drop bears using GNSS technology. Australian Geographer, 43(4), pp. 445–452.

Jones, O.R. et al., 2014. Diversity of ageing across the tree of life. Nature, 505(7482), pp. 169–173.

Jones, O.R. and Vaupel, J.W., 2017. Senescence is not inevitable. Biogerontology, 18(6), pp. 965–971.

Kenyon, C. et al., 1993. A C. elegans mutant that lives twice as long as wild type. Nature, 366(6454), pp. 461–464.

Kirkwood, T.B. and Rose, M.R., 1991. Evolution of senescence: late survival sacrificed for reproduction. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 332(1262), pp. 15–24.

Lanyon, J.M. and Sanson, G.D., 1986. Koala (Phascolarctos cinereus) dentition and nutrition. II. Implications of tooth wear in nutrition. Journal of Zoology, 209(2), pp. 169–181.

Livingston, C. et al., 2017. Man-eating teddy bears of the scrub: exploring the Australian drop bear urban legend. eTropic: Electronic Journal of Studies in the Tropics, 16(1).

Logan, M. and Sanson, G.D., 2002. The effect of tooth wear on the feeding behaviour of free-ranging koalas (Phascolarctos cinereus, Goldfuss). Journal of Zoology, 256(1), pp. 63–69.

Luebke, A. et al., 2019. Optimized biological tools: ultrastructure of rodent and bat teeth compared to human teeth. Bioinspired, Biomimetic and Nanobiomaterials, 8(4), pp. 247–253.

McComb, K. et al., 2001. Matriarchs as repositories of social knowledge in African elephants. Science, 292(5516), pp. 491–494.

McComb, K. et al., 2011. Leadership in elephants: the adaptive value of age. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 278(1722), pp. 3270–3276.

Martınez, D.E., 1998. Mortality patterns suggest lack of senescence in hydra. Experimental Gerontology, 33(3), pp. 217–225.

Medawar, P.B., 1952. An Unsolved Problem of Biology. Lewis, London. Nussey, D.H. et al., 2013. Senescence in natural populations of animals: Widespread evidence and its implications for bio-gerontology. Ageing Research Reviews, 12(1), pp. 214–225.

Obendorf, D.L., 1983. Causes of mortality and morbidity of wild koalas, Phascolarctos cinereus (Goldfuss), in Victoria, Australia. Journal of Wildlife Diseases, 19(2), pp. 123–131.

Schaible, R. et al., 2014. Aging and potential for self-renewal: hydra living in the age of aging – a mini-review. Gerontology, 60(6), pp. 548–556.

Schaible, R. et al., 2015. Constant mortality and fertility over age in Hydra. PNAS, 112(51), pp. 15701–15706.

da Silva, J., 2019. Plastic senescence in the honey bee and the disposable soma theory. The American Naturalist, 194(3), pp. 367–380.

Sun, S. et al., 2020. Inducible aging in Hydra oligactis implicates sexual reproduction, loss of stem cells, and genome maintenance as major pathways. GeroScience, 42(4), pp. 1119–1132.

Williams, G.C., 1957. Pleiotropy, natural selection, and the evolution of senescence. Evolution, 11, pp. 398–411.

Woyciechowski, M. and Kozłowski, J., 1998. Division of labor by division of risk according to worker life expectancy in the honey bee (Apis mellifera L.). Apidologie, 29(1–2), pp. 191–205.

Глава 6

Baratte, S. et al., 2006. Reproductive conflicts and mutilation in queenless Diacamma ants. Animal Behaviour, 72(2), pp. 305–311.

Camerer, C.F., 2003. Behavioral Game Theory: Experiments in Strategic Interaction. Princeton University Press, Princeton, NJ.

Dawkins, R. 1976. The Selfish Gene. Oxford University Press, Oxford. Dawkins, R. 1986. The Blind Watchmaker. Norton & Co., New York.

D’Ettorre, P. et al., 2000. Sneak in or repel your enemy: Dufour’s gland repellent as a strategy for successful usurpation in the slave-maker Polyergus rufescens. Chemoecology, 10(3), pp. 135–142.

De Roode, J.C. et al., 2005. Virulence and competitive ability in genetically diverse malaria infections. PNAS, 102(21), pp. 7624–7628.

Griffin, A.S. and West, S.A., 2002. Kin selection: fact and fiction. Trends in Ecology & Evolution, 17(1), pp. 15–21.

Flower, T., 2011. Fork-tailed drongos use deceptive mimicked alarm calls to steal food. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 278(1711), pp. 1548–1555.

Flower, T.P. and Gribble, M., 2012. Kleptoparasitism by attacks versus false alarm calls in fork-tailed drongos. Animal Behaviour, 83(2), pp. 403–410.

Flower, T.P. et al., 2014. Deception by flexible alarm mimicry in an African bird. Science, 344(6183), pp. 513–516.

Gardner, A. et al., 2004. Bacteriocins, spite and virulence. Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 271(1547), pp. 1529–1535.

Gardner, A. et al., 2007. Spiteful soldiers and sex ratio conflict in polyembryonic parasitoid wasps. The American Naturalist, 169, pp. 519–534.

Giron, D. et al., 2004. Aggression by polyembryonic wasp soldiers correlates with kinship but not resource competition. Nature, 430(7000), pp. 676–679.

Giron, D. et al., 2007. Male soldier caste larvae are non-aggressive in the polyembryonic wasp Copidosoma floridanum. Biology Letters, 3(4), pp. 431–434.

Giron, D. and Strand, M.R., 2004. Host resistance and the evolution of kin recognition in polyembryonic wasps. Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 271(suppl_6), pp.S395–S398.

Gleichsner, A.M. and Minchella, D.J., 2014. Can host ecology and kin selection predict parasite virulence? Parasitology, 141(8), pp. 1018–1030.

Grüter, C. et al., 2016. Warfare in stingless bees. Insectes Sociaux, 63(2), pp. 223–236.

Hamilton, W.D., 1964. The genetical evolution of social behaviour. I. Journal of Theoretical Biology, 7(1), pp. 1–17.

Hamilton, W.D., 1964. The genetical evolution of social behaviour. II. Journal of Theoretical Biology, 7(1), pp. 17–52.

Hodgson, D.J. et al., 2004. Host ecology determines the relative fitness of virus genotypes in mixed-genotype nucleopolyhedrovirus infections. Journal of Evolutionary Biology, 17(5), pp. 1018–1025.

Mori, A. et al., 2000. Colony founding in Polyergus rufescens: the role of the Dufour’s gland. Insectes Sociaux, 47(1), pp. 7–10.

Mori, A. et al., 2001. Comparison of reproductive strategies and raiding behaviour in facultative and obligatory slave-making ants: the case of Formica sanguinea and Polyergus rufescens. Insectes Sociaux, 48(4), pp. 302–314.

Nash, D.R. et al., 2008. A mosaic of chemical coevolution in a large blue butterfly. Science, 319(5859), pp. 88–90.

Ridley, M. 1993. The Red Queen. Viking Books, London.

Shackleton, K. et al., 2015. Appetite for self-destruction: suicidal biting as a nest defense strategy in Trigona stingless bees. Behavioral Ecology and Sociobiology, 69(2), pp. 273–281.

Straub, P.G. and Murnighan, J.K., 1995. An experimental investigation of ultimatum games: information, fairness, expectations, and lowest acceptable offers. Journal of Economic Behavior & Organization, 27(3), pp. 345–364.

Thomas, J.A. et al., 2002. Parasitoid secretions provoke ant warfare. Nature, 417(6888), pp. 505–506.

Tofilski, A. et al., 2008. Preemptive defensive self-sacrifice by ant workers. The American Naturalist, 172(5), pp.E239–E243.

West, S.A. and Buckling, A., 2003. Cooperation, virulence and siderophore production in bacterial parasites. Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 270(1510), pp. 37–44.

West, S.A. et al., 2007. Evolutionary explanations for cooperation. Current Biology, 17(16), pp.R661–R672.

West, S.A. and Gardner, A., 2010. Altruism, spite, and greenbeards. Science, 327(5971), pp. 1341–1344.

Глава 7

Anderson, D.J., 1990. Evolution of obligate siblicide in boobies. 1. A test of the insurance-egg hypothesis. The American Naturalist, 135(3), pp. 334–350.

Anderson, D.J., 1990. Evolution of obligate siblicide in boobies. 2: Food limitation and parent-offspring conflict. Evolution, 44(8), pp. 2069–2082.

Arnqvist, G. and Rowe, L., 1995. Sexual conflict and arms races between the sexes: a morphological adaptation for control of mating in a female insect. Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 261(1360), pp. 123–127.

Brennan, P.L. et al., 2007. Coevolution of male and female genital morphology in waterfowl. PLoS One, 2(5), p.e418.

Brennan, P.L. et al., 2010. Explosive eversion and functional morphology of the duck penis supports sexual conflict in waterfowl genitalia. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 277(1686), pp. 1309–1314.

Bruce, H.M., 1959. An exteroceptive block to pregnancy in the mouse. Nature, 184(4680), pp. 105–105.

Cheng, Y.R. et al., 2019. Nest predation predicts infanticide in a cooperatively breeding bird. Biology Letters, 15(8), p. 20190314.

Clifford, L.D. and Anderson, D.J., 2001. Experimental demonstration of the insurance value of extra eggs in an obligately siblicidal seabird. Behavioral Ecology, 12(3), pp. 340–347.

Chapman, T. et al., 1995. Cost of mating in Drosophila melanogaster females is mediated by male accessory gland products. Nature, 373(6511), pp. 241–244.

Chapman, T. et al., 2003. Sexual conflict. Trends in Ecology & Evolution, 18(1), pp. 41–47.

Crudgington, H.S. and Siva-Jothy, M.T., 2000. Genital damage, kicking and early death. Nature, 407(6806), pp. 855–856.

Gage, M., 2004. Evolution: sexual arms races. Current Biology, 14(10), pp.R378–R380.

Garcia-Vazquez, E. et al., 2001. Alternative mating strategies in Atlantic salmon and brown trout. Journal of Heredity, 92(2), pp. 146–149.

Godfray, H.C.J., 1991. Signalling of need by offspring to their parents. Nature, 352(6333), pp. 328–330.

Harano, T. and Kutsukake, N., 2018. The evolution of male infanticide in relation to sexual selection in mammalian carnivores. Evolutionary Ecology, 32(1), pp. 1–8.

Kennedy, P. and Radford, A.N., 2021. Kin blackmail as a coercive route to altruism. The American Naturalist, 197(2), pp. 266–273.

Kramer, J. et al., 2017. When earwig mothers do not care to share: parent– offspring competition and the evolution of family life. Functional Ecology, 31(11), pp. 2098–2107.

Morandini, V. and Ferrer, M., 2015. Sibling aggression and brood reduction: a review. Ethology Ecology & Evolution, 27(1), pp. 2–16.

Mouginot, P. et al., 2017. Evolution of external female genital mutilation: why do males harm their mates? Royal Society Open Science, 4(11), p. 171195.

Parker, G.A., 2020. Conceptual developments in sperm competition: a very brief synopsis. Philosophical Transactions of the Royal Society B, 375(1813), p. 20200061.

Roberts, E.K. et al., 2012. A Bruce effect in wild geladas. Science, 335(6073), pp. 1222–1225.

Royle, N.J. et al., 2002. Begging for control: when are offspring solicitation behaviours honest? Trends in Ecology & Evolution, 17(9), pp. 434–440.

Stutt, A.D. and Siva-Jothy, M.T., 2001. Traumatic insemination and sexual conflict in the bed bug Cimex lectularius. PNAS, 98(10), pp. 5683–5687.

Tatarnic, N.J. et al., 2014. Traumatic insemination in terrestrial arthropods. Annual Review of Entomology, 59, pp. 245–261.

Tregenza, T. et al., 2006. Introduction. Sexual conflict: a new paradigm? Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 361(1466), pp. 229–234.

Zahavi, A., 1977. Reliability in communication systems and the evolution of altruism. In Evolutionary Ecology (pp. 253–259). Palgrave, London.

Глава 8

Boal, C.W., 1997. An urban environment as an ecological trap for Cooper’s hawks (Doctoral dissertation, The University of Arizona).

Boal, C.W. and Mannan, R.W., 1999. Comparative breeding ecology of Cooper’s hawks in urban and exurban areas of southeastern Arizona. The Journal of Wildlife Management, pp. 77–84.

Crerar, L.D. et al., 2014. Rewriting the history of an extinction – was a population of Steller’s sea cows (Hydrodamalis gigas) at St Lawrence Island also driven to extinction? Biology letters, 10(11), p. 20140878.

Estes, J.A. et al., 2016. Sea otters, kelp forests, and the extinction of Steller’s sea cow. PNAS, 113(4), pp. 880–885.

Frost, O.W., 1994. Vitus Bering and Georg Steller: their tragic conflict during the American expedition. The Pacific Northwest Quarterly, 86(1), pp. 3–16.

Gill, F.L. et al., 2018. Diets of giants: the nutritional value of sauropod diet during the Mesozoic. Palaeontology, 61(5), pp. 647–658.

Kriska, G. et al., 1998. Why do mayflies lay their eggs en masse on dry asphalt roads? Water-imitating polarized light reflected from asphalt attracts Ephemeroptera. The Journal of Experimental Biology, 201(15), pp. 2273–2286.

Lacovara, K.J. et al., 2014. A gigantic, exceptionally complete titanosaurian sauropod dinosaur from southern Patagonia, Argentina. Scientific Reports, 4(1), pp. 1–9.

Mannan, R.W. et al., 2008. Identifying habitat sinks: a case study of Cooper’s hawks in an urban environment. Urban Ecosystems, 11(2), pp. 141–148.

Sander, P.M. and Clauss, M., 2008. Sauropod gigantism. Science, 322(5899), pp. 200–201.

Sander, P.M. et al., 2011. Biology of the sauropod dinosaurs: the evolution of gigantism. Biological Reviews, 86(1), pp. 117–155.

Schulte, P. et al., 2010. The Chicxulub asteroid impact and mass extinction at the Cretaceous-Paleogene boundary. Science, 327(5970), pp. 1214–1218.

Stejneger, L., 1887. How the great northern sea-cow (Rytina) became exterminated. The American Naturalist, 21(12), pp. 1047–1054.

Wedel, M.J., 2003. Vertebral pneumaticity, air sacs, and the physiology of sauropod dinosaurs. Paleobiology, 29(2), pp. 243–255.

Глава 9

Aars, J. et al., 2015. White-beaked dolphins trapped in the ice and eaten by polar bears. Polar Research, 34(1), p. 26612.

Amano, M. et al., 2011. Age determination and reproductive traits of killer whales entrapped in ice off Aidomari, Hokkaido, Japan. Journal of Mammalogy, 92(2), pp. 275–282.

Coyne, J.A., 2009. Why Evolution is True. Oxford University Press, Oxford. Darwin, C., 1859. On the Origin of Species. John Murray, London.

González, F. and Pabón-Mora, N., 2015. Trickery flowers: the extraordinary chemical mimicry of Aristolochia to accomplish deception to its pollinators. New Phytologist, 206(1), pp. 10–13.

More, H., 1653. An Antidote to Athesm. Roger Daniel, London.

Oelschlägel, B. et al., 2015. The betrayed thief – the extraordinary strategy of Aristolochia rotunda to deceive its pollinators. New Phytologist, 206(1), pp. 342–351.

Rowe, E.W., 2018. Arctic international relations: new stories on rafted ice. In Arctic Governance. Manchester University Press, Manchester.

Заключение

Camperio Ciani, A. et al., 2008. Sexually antagonistic selection in human male homosexuality. PLoS One, 3(6), p.e2282.

Haddad, W.A. et al., 2015. Multiple occurrences of king penguin (Aptenodytes patagonicus) sexual harassment by Antarctic fur seals (Arctocephalus gazella). Polar Biology, 38(5), pp. 741–746.

Harris, H.S. et al., 2010. Lesions and behavior associated with forced copulation of juvenile Pacific harbor seals (Phoca vitulina richardsi) by southern sea otters (Enhydra lutris nereis). Aquatic Mammals, 36(4), p. 331.

Meier, B.P. et al., 2019. Naturally better? A review of the natural-is-better bias. Social and Personality Psychology Compass, 13(8), p.e12494.

Moskowitz, C. 2008. Why Gays Don’t Go Extinct. LiveScience, www.livescience.com/2623-gays-dont-extinct.html [accessed 20/12/2021].

Sullivan, B. 2019. Stop calling it a choice: Biological factors drive homosexuality. The Conversation, https://theconversation.com/stop-calling-it-a-choice-biological-factors-drive-homosexuality-122764 [accessed 20/12/2021].

Notes

1

К головоногим относятся осьминоги, кальмары, каракатицы и наутилусы. – Прим. науч. ред.

(обратно)

2

Когда челюсти распахиваются,

А внутри еще одни челюсти,

Это мурена! – Прим. пер.

(обратно)

3

Существуют две основные группы челюстноротых рыб – хрящевые (акулы, скаты и их родственники) и костные (все остальные). В отдельную группу, которая называется бесчелюстные, входят миноги и миксины. Как предполагает их название, у них нет даже первого комплекта челюстей, не говоря уже о втором, скрытом внутри. – Здесь и далее примечания автора, если не указано иное.

(обратно)

4

Цихлиды – большое и разнообразное семейство рыб. Биологи-эволюционисты любят эту группу за то, что на примере ее представителей можно увидеть удивительно быстрое, недавнее видообразование, особенно это касается популяций Рифтовой долины в Восточной Африке. Обычно считается, что аппарат глоточных челюстей играет важную роль в этом большом всплеске видообразования.

(обратно)

5

Здесь и далее в тексте надо иметь в виду, что когда автор пишет «полезные» и «вредные» мутации, то это жаргон, для упрощения понимания. Под полезными мутациями подразумеваются мутации, которые повышают приспособленность в данных конкретных условиях. А под вредными – наоборот, те, что понижают приспособленность. – Прим. науч. ред.

(обратно)

6

Так называются изменения в молекуле ДНК, которые могут возникать либо вследствие ошибок копирования, либо под воздействием некоторых внешних факторов.

(обратно)

7

Возвратный гортанный нерв образует у нас такую же неуклюжую петлю, только она намного короче.

(обратно)

8

Существует концепция многоуровневого отбора, который может действовать не только на уровне особи, но и на уровне гена или группы. – Прим. науч. ред.

(обратно)

9

В англоязычной литературе часто используется понятие spite, spiteful – зловредность (или враждебность). Термин был введен В. Гамильтоном для обозначения одного из четырех типов социального взаимодействия, выделенных исходя из понятий пользы и вреда: альтруизм (вред себе – польза другому); эгоизм (польза себе – вред другому); мутуализм, или взаимная выгода (польза обоим); зловредность, англ. spite (вред обоим). – Прим. ред.

(обратно)

10

Автор пишет о естественном отборе – это движущая (и важнейшая) сила эволюции. В XXI в. эволюционная биология значительно дополнилась: так как естественный отбор разъясняет не все тонкости эволюции, появились целые направления, которые также объясняют эволюционные процессы на разных уровнях: эпигенетика, эво-дево, эко-эво-дево, молекулярная эволюция, изучение нейтральных процессов (таких как генетический дрейф) и т. д. и т. п. – Прим. науч. ред.

(обратно)

11

Видовой эпитет – вторая из двух частей научного латинского названия, которые даются всем видам согласно международно признанной биноминальной номенклатуре; первая часть – название рода. Латинское название выделяется курсивом, а название рода пишется с заглавной буквы. Например, человек – это род Homo, а видовой эпитет – sapiens.

(обратно)

12

Имеются в виду тюлень Уэдделла и тюлень Росса. Вместе с морским леопардом и тюленем-крабоедом они составляют отдельную группу Lobodontini; у всех у них довольно необычные зубы.

(обратно)

13

В настоящее время концепция первичного бульона устарела, на роль «колыбели жизни» предлагаются гидротермальные источники или теплые озера (подробнее об этом см.: Никитин М. Происхождение жизни. От туманности до клетки. – М.: Альпина нон-фикшн, 2016). – Прим. науч. ред.

(обратно)

14

Ну или почти первопричине. Можно пойти дальше и спросить, почему существуют самокопирующиеся молекулы, но это тема для целой отдельной книги. Я ее писать не собираюсь.

(обратно)

15

Цифры я беру с потолка, запоминать их не нужно.

(обратно)

16

Согласно словам из басни Эзопа, которые приводит в своей книге «Слепой часовщик» Ричард Докинз: «Кролик бежит быстрее лисицы, потому что кролик бежит ради своей жизни, а она – только ради обеда».

(обратно)

17

Гипотезе Черной Королевы (в оригинале «гипотеза Красной Королевы», т. к. во времена Л. Кэрролла цвет шахматных фигур был скорее красным, чем черным), говорящей о том, что виду необходимо постоянно изменяться и приспосабливаться, чтобы продолжать существовать в динамичном мире, посвящена книга Мэтта Ридли «Секс и эволюция человеческой природы» (М.: Эксмо, 2011). – Прим. ред.

(обратно)

18

Докинз Р. Слепой часовщик. Как эволюция доказывает отсутствие замысла во Вселенной. – М.: АСТ: Corpus, 2015. – Прим. ред.

(обратно)

19

Эти цифры, разумеется, чисто иллюстративны. Я понятия не имею, насколько быстрыми были гепарды миллион лет назад; все, что я могу сказать, – они почти наверняка бегали медленнее, чем современные.

(обратно)

20

Возможно, название показалось вам знакомым, глубоководный океанический желоб с тем же названием – самый глубокий на планете – расположен в 200 км от этих островов.

(обратно)

21

Или даже (что менее вероятно) одну беременную самку.

(обратно)

22

Часто сообщают, что подобным же образом медоуказчики сотрудничают с медоедами и павианами, но надежных свидетельств этому нет.

(обратно)

23

У народности хадза в Танзании тоже есть специальный зов для медоуказчиков – мелодичный свист.

(обратно)

24

Теперь мы знаем, что они мигрируют в Африку намного раньше других перелетных птиц, так как не связаны обязанностями по выращиванию потомства.

(обратно)

25

В широком смысле контроль – это параллельный эксперимент, проводящийся в качестве эталона, с которым сравнивают воздействие интересующего фактора. Это одно из важнейших условий научного эксперимента.

(обратно)

26

Остальные два – это луговой конек и лесная завирушка.

(обратно)

27

Хотя, скорее всего, не осознанно, не так, как мы, люди, знаем о том, что появление крокодилов – это плохая новость.

(обратно)

28

На самом деле они закрыли оба чучела гладким белым шелком и нарисовали полоски поверх одного из лоскутков. Это было сделано, чтобы убедиться, что разница в реакции обусловлена именно полосками, а не присутствием ткани. Первое правило экспериментальной науки: менять только один параметр за раз.

(обратно)

29

Или нет? Читайте дальше…

(обратно)

30

Это зависит от вида хозяина. Яйца камышовки имеют сложный рисунок, указывающий на долгую историю коэволюции с кукушками. Однако яйца завирушки однотонные, и считается, что этот вид находится на более ранней стадии взаимодействия с этими гнездовыми паразитами.

(обратно)

31

В типичном случае это родители животного, но не обязательно – запечатлеваться может практически кто угодно. Голливудский фильм «Летите домой» (Fly Away Home) снят по мотивам реальной истории Билла Лишмана, пионера авиации и защитника дикой природы. Лишман научил канадских казарок следовать за ним, а сам на легкомоторном самолете направлял их на безопасные маршруты миграции. Обучение началось с выкармливания гусят с рук, чтобы у них запечатлелся образ человека.

(обратно)

32

Поэтому импринтинг служит основой для избегания инбридинга (близкородственного скрещивания): воспитанные вместе братья и сестры не находят друг друга сексуально привлекательными (но часто случается, если они воспитаны порознь).

(обратно)

33

Крупные морские птицы, близкие родственники северных олушей.

(обратно)

34

Так поступают не все виды кукушек, но бронзовые кукушки это делают, как и европейская кукушка. Несомненно, кукушки, специализирующиеся на малюрах, находятся под давлением отбора, направленного на прекращение такого поведения, так как оно до некоторой степени их разоблачает. Через несколько тысяч лет мы получим ответ…

(обратно)

35

С оговоркой, что эволюционная гонка вооружений приводит к тому, что яйца кукушек больше не воспринимаются как чужие.

(обратно)

36

Распознавание птенцов в такой ситуации, видимо, становится возможным потому, что, во-первых, сидящие птенцы выше яиц и их лучше видно в тусклом свете, а во-вторых, птенцы издают характерные звуки (яйца – о чем, наверное, излишне упоминать – этого не делают).

(обратно)

37

Иногда они выбрасывали чужие яйца, но только тогда, когда заставали взрослую кукушку в момент их откладывания. В этом случае малюры, по-видимому, способны устанавливать связь между присутствием кукушки и чужим яйцом в своем гнезде.

(обратно)

38

Койн Д. Эволюция. Неопровержимые доказательства. – М.: Альпина нон-фикшн, 2018. – Прим. ред.

(обратно)

39

Точнее, «простейшие» – устаревшее, но удобное название одноклеточных эукариот (организмов, представляющих собой одну клетку с ядром, окруженным мембраной), которые сами не производят для себя пищу (например, путем фотосинтеза) и не являются растениями, животными или грибами. Этот термин устарел, поскольку не отражает реальные эволюционные связи; он включает таксоны, более тесно связанные родством, чем представители за пределами этой группы. Его можно сравнить с понятием «деревья»: эта группа включает дубы и сосны, но не розы, хотя дубы намного более близкая родня розам, чем соснам. Разумеется, понятие «деревья» остается полезным с точки зрения классификации, пусть и искусственной.

(обратно)

40

Существует несколько других видов паразитических изопод, обитающих во рту рыб, просто C. exigua наиболее широко известна. Кроме того, она может быть значительно крупнее, чем экземпляры на той знаменитой фотографии.

(обратно)

41

Группа простейших, включающая в себя роды Trypanosoma и Leishmania, которые являются возбудителями некоторых наиболее распространенных человеческих заболеваний в тропиках.

(обратно)

42

По сути, лицевая опухоль тасманийского дьявола (Devil Facial Tumor Disease, DFTD) – заболевание, эпидемия которого в настоящее время угрожает популяции единственного австралийского сумчатого хищника Sarcophilus harrisii, – вызывается раковыми клетками самого млекопитающего. Звери заражают друг друга при укусах, что происходит весьма часто.

(обратно)

43

Хотя существуют и другие насекомые с аналогичным поведением.

(обратно)

44

Есть несколько видов ос из двух родов (Pepsis и Hemipepsis), которые носят это название.

(обратно)

45

Тип членистоногие включает, среди прочих, насекомых, хелицеровых (пауков, клещей, скорпионов и их родственников), многоножек, а также ракообразных (вроде описанного выше Cymothoa exigua, который замещает язык у рыб, крабов, лобстеров, мокриц, дафний и пр.).

(обратно)

46

На самом деле M. tuberculosis известна как наиболее медленно размножающаяся бактерия. У Yersinia pestis, возбудителя бубонной чумы, за то же время сменится около 170 000 поколений.

(обратно)

47

В наши дни этот вопрос спорный не столько потому, что мы не понимаем, как или почему пол и половое размножение могли возникнуть в ходе эволюции, сколько потому, что существует много конкурирующих теорий, которые, по-видимому, могут успешно это объяснять, и неизвестно, какая из них лучше. Вероятно, все они в той или иной степени обоснованы. Помимо генетического разнообразия как средства защиты от патогенов, существует также идея, что половой процесс очищает геном потомства от вредных мутаций. Однако данная тема выходит далеко за рамки этой книги (как и моей компетенции).

(обратно)

48

Биологи часто называют это проблемой «двойной цены самцов», хотя можно посмотреть на нее с другой стороны, сказав, что воспроизводиться может каждая особь, но передает всякий раз лишь 50 % своих генов. Эта проблема, конечно, не касается видов-гермафродитов.

(обратно)

49

Партеногенез хотя и считается одной из форм полового размножения (потомство развивается из половых клеток – яйцеклеток), однако происходит без оплодотворения яйцеклеток сперматозоидами. В частности, у дафний (и ряда других животных) потомство развивается из диплоидных яйцеклеток – это фактически полные клоны матери. – Прим. ред.

(обратно)

50

Наука об инфекционных заболеваниях и закономерностях их распространения в популяции хозяев.

(обратно)

51

Например, какой-нибудь вирус гриппа.

(обратно)

52

Некоторым более сложным эндопаразитам, например таким, как ленточные черви, требуется больше одного хозяина для каждого цикла развития, нередко – хозяева разных видов.

(обратно)

53

У несоциальных видов обычно не встречаются патогены, передаваемые напрямую, – по вполне понятным причинам.

(обратно)

54

В бинарных ситуациях – как в случае с морскими слонами – это, скорее, выбор между десятками партнерш и полного их отсутствия.

(обратно)

55

Только без пошлостей!

(обратно)

56

На случай, если у вас возникли вопросы, – да, они действительно отрезали мечи у нескольких самцов, чтобы провести такое сравнение. При этом использовались обезболивающие средства и раны были обработаны. Предварительные эксперименты показали, что процедура не влечет за собой явных физиологических последствий для рыбок, хотя вы вправе не поверить этому утверждению.

(обратно)

57

На самом деле это лишь один из нескольких малярийных паразитов, поражающих этот вид. Кроме того, существуют два различных вида вшей, паразитирующих на шалфейных тетеревах: Lagopoecus gibsoni и Goniodes centrocerci.

(обратно)

58

Фишеровское убегание (в англоязычной литературе Fisherian runaway, или runaway selection) – гипотетический механизм, описанный впервые Рональдом Фишером, который объясняет возникновение гипертрофированных брачных украшений, когда (как правило) самки выбирают самцов с наиболее развитым привлекательным признаком. С каждым поколением этот признак становится все более гипертрофированным, т. к. в популяции распространяются как сам этот признак, так и предпочтения самок. – Прим. науч. ред.

(обратно)

59

Хвост меченосца все равно свидетельствует о приспособленности: если самец, имея такое обременительное украшение, дожил до полового созревания и сохранил свою «привлекательность» – это индикатор приспособленности (см. принцип гандикапа). – Прим. науч. ред.

(обратно)

60

Существует несколько возможных объяснений наличия стебельчатых глаз у самок. Возможно, те же самые гены, которые отбираются напрямую, когда самки выбирают самцов с широко расставленными глазами, в определенной степени обусловливают рост стебельков у их дочерей; или же широко расставленные глаза самки помогают ей лучше оценить расстояние между глазами самцов. Наконец, самцы могут предпочитать самок с широко расставленными глазами частично потому, что такие самки производят на свет сыновей с такими же глазами (и соответственно более привлекательных).

(обратно)

61

У которых один самец спаривается с более чем одной самкой.

(обратно)

62

См. раздел «Шустрые самцы-сникеры» в главе 7.

(обратно)

63

Это не значит, что все на первый взгляд моногамные системы размножения в действительности так работают. Чистая моногамия, скорее всего, достаточно редкое явление даже у видов, образующих пары для совместного выращивания потомства. Если особь может повысить свою приспособленность благодаря спариванию на стороне, без ведома своего партнера, то она, как правило, попытается это сделать.

(обратно)

64

Отметим, впрочем, что птичья песня (как правило, у самцов в брачный период) тоже своего рода украшение, хотя позволяет минимизировать издержки, особенно когда исполняется в глубине листвы, как часто бывает у камышовок и других певчих птиц.

(обратно)

65

При которой одна самка спаривается более чем с одним самцом.

(обратно)

66

В качестве последнего жеста удовлетворенная своим репродуктивным успехом самка плавунчика, сочтя, что сезон размножения уже заканчивается и остается слишком мало времени до осени, чтобы успеть вырастить еще один выводок, улетает на юг, оставляя своих мужей завершить работу, прежде чем они тоже смогут улететь.

(обратно)

67

У сумчатых (к которым относится коала) меняются только задние зубы, все остальные перед третьими премолярами вырастают лишь один раз.

(обратно)

68

Или, крайне редко, семь, но при этом в каждом комплекте только 4 зуба, тогда как у коалы их 30. У каждого вида есть свои плюсы и минусы.

(обратно)

69

Смесь ферригидрита (Fe₂O₃·nH₂O) и аморфного фосфата железа-кальция – если вам это интересно.

(обратно)

70

Оба вопроса отличные.

(обратно)

71

Это не совсем верно. В следующей главе мы рассмотрим особые случаи, когда выгодно быть бесплодным.

(обратно)

72

Отметим, что это среднестатистический эффект; если наша четырехлетняя газель уже родила трех детенышей, а пятилетняя ни одного, то давление отбора со стороны гепардов в действительности выше на пятилетнюю, хотя она и старше. Причина, по которой мы можем утверждать, что давление отбора с возрастом снижается, заключается в том, что возраст обычно коррелирует с репродуктивным результатом на данный момент.

(обратно)

73

Любопытно, что еще в 1952 г. сам Питер Медавар дал достаточно близкую формулировку, написав, что «сравнительно небольшое преимущество, проявляющееся рано… может перевешивать катастрофический вред, отложенный на потом», но он упомянул об этом лишь вскользь и, если верить Дэниелу Насси и его коллегам (соавторам публикации в Ageing Research Reviews за 2013 г.), сам недооценил, насколько важным был этот механизм для эволюции старения.

(обратно)

74

В частности, этот червь стал первым многоклеточным организмом, геном которого был секвенирован.

(обратно)

75

В гермафродитной форме; у самцов 1031 клетка.

(обратно)

76

Диким типом называются организмы, генетически не измененные (ни прямым вмешательством в гены, ни селекцией). Обычно они используются в качестве контрольных объектов в экспериментах, предназначенных для прояснения функций конкретных генов.

(обратно)

77

В биологии это называется K-стратегия (высокий вклад ресурсов в потомство, долгое детство, редкое размножение) и r-стратегия (меньшие затраты ресурсов на выращивание потомства, большое количество потомства, быстрый жизненный цикл). См. также принцип trade-off. – Прим. науч. ред.

(обратно)

78

Вероятно, но не обязательно. Экспрессия генов на самом деле не вопрос «да или нет»; у одной и той же особи она может меняться со временем и в зависимости от того, в каких клетках/тканях они находятся, а еще на нее влияют многочисленные внешние и внутренние факторы. Однако здесь мы не будем вдаваться в подробности; достаточно сказать, что генетическую предрасположенность обойти достаточно трудно.

(обратно)

79

Эффективность здесь понимается как польза для всей пчелиной семьи.

(обратно)

80

Разумеется, это не так.

(обратно)

81

Африканские слоны представлены двумя различными видами: саванным слоном и лесным слоном. Вам, вероятно, в первую очередь вспоминается саванный.

(обратно)

82

Это чрезмерное упрощение, но в данном контексте оно допустимо. В некоторых случаях прослеживается однозначная связь между вариантом гена и тем или иным поведенческим либо физическим признаком, но это не является нормой. Чаще наблюдается лишь вероятностная связь между наличием данного аллеля и связанным с ним признаком. Более того, признаки обычно определяются совместным действием множества генов, а также внешним воздействием.

(обратно)

83

«Тип» – это таксономическая группа рангом ниже царства и выше класса. Человек принадлежит к типу хордовых, животных с внутренним осевым скелетом в виде хорды, которая у высших форм заменяется позвоночником.

(обратно)

84

Если у вас неожиданно возник вопрос, почему вы никогда не слышали о Hydra magnipapillata, спешу сообщить, что это тот же самый вид, что и H. vulgaris.

(обратно)

85

Или в дикой природе, просто в лаборатории удобнее наблюдать.

(обратно)

86

То есть эти гены не транскрибировались с образованием соответствующих белков в обычном темпе и, таким образом, фактически не работали.

(обратно)

87

Mola mola. Иногда этот вид называют попросту «мола». Это самая большая костная (т. е. не хрящевая) рыба в мире.

(обратно)

88

Если найдете время, откройте свой любимый поисковик и наберите «теория жизненных циклов». Прекрасно подойдет и статья в англоязычной «Википедии» (см. life history theory).

(обратно)

89

В среднем, скорее, за 10–12 дней.

(обратно)

90

Правильнее сказать, частоту аллелей (вариантов генов); различные гены обычно не конкурируют друг с другом, а вот различные версии одного и того же гена конкурируют.

(обратно)

91

Нет никаких свидетельств того, что среди почтальонов Pony Express были женщины.

(обратно)

92

Следует указать, что родственный отбор только один из вероятных механизмов; бывают различные ситуации, в которых издавать тревожный крик вполне в интересах кричащего. Взять, например, стаю птиц, кормящихся в поле. Одна из них замечает хищника, и ей, естественно, хочется покинуть открытое поле и взлететь на ближайшее дерево. Но если она так поступит, то привлечет к себе внимание. Лучший вариант для нее – издать тревожный крик, так что вся стая в итоге оказывается на дереве; птица, таким образом, будет а) находиться в безопасном месте, б) привлекать к себе меньше внимания, чем если бы она взлетела в одиночку. Возможно, конечно, что пользу от крика перевесит то, насколько птица своим криком выдаст себя. «Правильная» стратегия, таким образом, будет зависеть от ситуации.

(обратно)

93

Гамильтон не употреблял термин «родственный отбор» – он был введен позже – и был не первым, кто догадался, что «ген» альтруизма может распространиться в популяции, если альтруистические действия направлены на близких родственников донора. Р. А. Фишер и Дж. Б. С. Холдейн, независимо друг от друга, предложили математическое описание процесса еще в 1930-е гг. Однако именно вариант Гамильтона стал общепринятым.

(обратно)

94

Правильнее называть его «неравенством», потому что в нем стоит знак «больше», а не «равно».

(обратно)

95

Сокращения от англ. relatedness, benefit и cost. – Прим. пер.

(обратно)

96

Докинз Р. Эгоистичный ген. – М.: АСТ: Corpus, 2013. – Прим. ред.

(обратно)

97

Общую идею выдвинул Гамильтон; пример с зеленой бородой предложил Ричард Докинз в книге «Эгоистичный ген».

(обратно)

98

Например, у огненных муравьев Solenopsis invicta определенный аллель рабочих особей побуждает их убивать маток, у которых этого аллеля нет. Такое поведение не зависит от родства, и в основе его явно лежит эффективное распознавание носителей/неносителей данного аллеля.

(обратно)

99

Искренне надеюсь, что по крайней мере некоторым читателям захочется к этому придраться. Если предположить, что цена приспособленности для Холдейна будут равна повышению приспособленности для каждого из его братьев, то правило Гамильтона не будет выполнено, ведь rB будет равно C, а не больше. Однако нам следует сделать Холдейну поблажку, ведь а) он ляпнул это, не подумав, без подготовки; б) сделал это еще за несколько лет до того, как Гамильтон сформулировал свое неравенство.

(обратно)

100

Мне неизвестны исследования, которые бы доказывали существование эволюционного ответа также и на звуковую мимикрию, но такие ответы непременно должны быть.

(обратно)

101

Признаюсь, что здесь я пускаюсь в домыслы. Но на самом деле было бы не так уж удивительно, если бы мы обнаружили, что слоны способны испытывать чувство удовлетворения, видя, что их родственники здоровы и сыты; известно, например, что они скорбят по своим мертвым. Однако все это не отменяет моего основного утверждения, что эта форма альтруизма значительно отличается от той, которая связана с «добровольным» самопожертвованием.

(обратно)

102

Наличие только одного отца – важное условие: чем больше отцов у группы дочерей, тем менее вероятно, что любая пара сестер будет более близкородственна друг другу, чем своему потенциальному потомству; у единоутробных сестер коэффициент родства составит только 0,25. Считается, что моногамия является одним из ключевых условий для эволюции эусоциальности.

(обратно)

103

У термитов, колонии которых тоже делятся на способную к размножению и бесплодную касты, гаплодиплоидии нет – все термиты диплоидны. То же касается двух эусоциальных млекопитающих – голого землекопа и дамарского пескороя. Таким образом, гаплодиплоидия не является обязательным условием для возникновения эусоциальности; она просто делает эволюционный путь к эусоциальности особенно вероятным.

(обратно)

104

Прежде он назывался Trigona carbonaria.

(обратно)

105

Как по-вашему, есть ли у меня дети?

(обратно)

106

Цит. по: Ридли М. Секс и эволюция человеческой природы. – М: Эксмо, 2011. – Прим. ред.

(обратно)

107

Алломон – это сигнальное вещество, выделяемое особями одного вида, чтобы вызвать определенные поведенческие реакции у особей другого вида; в отличие от феромонов, которые используются для коммуникации между особями одного и того же вида.

(обратно)

108

На случай, если вы подзабыли математику, – минус на минус всегда дает плюс.

(обратно)

109

Наблюдалась также более высокая склонность атаковать родных братьев или сестер (r = 0,5), чем клонов (r = 1).

(обратно)

110

Пер. И. Анненского. – Прим. ред.

(обратно)

111

Вопрос о том, до какой степени наше моральное поведение должно определяться эволюционной биологией, рассматривается в последней главе этой книги.

(обратно)

112

Это не тот Крамер, о котором говорится в названии главы – последнее намекает на оскароносный фильм о разводе «Крамер против Крамера» с Мэрил Стрип и Дастином Хоффманом в главных ролях.

(обратно)

113

Сиблинги (от англ. sibling, sib – «брат или сестра») – биологический термин, обозначающий потомков одних родителей. У человека это родные братья и сестры, но не близнецы. – Прим. ред.

(обратно)

114

Известное также как синдром Каина и Авеля, или, попросту, каинизм.

(обратно)

115

Строго говоря, результаты эксперимента не дают окончательного ответа, а, скорее, наводят на размышления, так как измерялись только выгоды, а не издержки, связанные с откладыванием второго яйца. Тот факт, что в ситуации, когда ресурсы ограничены, откладывается только одно яйцо, говорит о том, что самки в производстве яиц используют стратегический подход. В результатах этого эксперимента неизбежно переоценивается репродуктивный выигрыш от второго яйца, но не обязательно настолько, чтобы сам вывод можно было считать необоснованным.

(обратно)

116

Я здесь ступаю на скользкую почву, но стоит отметить две вещи: 1) на «идеальную» репродуктивную стратегию для каждого пола влияет сложный комплекс социокультурных и экологических факторов; 2) стратегия, ведущая к увеличению генетического вклада в следующее поколение, не гарантирует человеку наибольшее личное удовлетворение. Помните, что, если бы гены могли заботиться, они бы заботились только о себе. Иными словами, при определенных обстоятельствах естественный отбор может вполне благоприятствовать супружеской неверности, но это не значит, что она сделает вас счастливым. Приспособленность и счастье просто не одно и то же.

(обратно)

117

Главное различие состоит в том, что воспитатели кукушонка не получают ничего от заботы о нем, тогда как мать получает выгоду от выращивания собственного потомства в одиночку – ей просто приходится платить двойную цену. Однако для нахлебников (отсутствующего отца в одном случае и кукушки-матери в другом) соотношение затрат и выгод примерно одинаково – или несколько выгоднее для безответственного отца, ведь ему не надо даже вкладываться в яйцеклетку.

(обратно)

118

Вообще, у нехрящевых рыб (т. е. всех, кроме химер, акул и скатов) крайне редко встречается внутреннее оплодотворение, для которого необходимы специальные органы. Те немногие виды, у которых эту функцию выполняют модифицированные плавники, представляют собой исключения.

(обратно)

119

Sneaker males, или даже иногда sneaky fuckers («подкрадывающиеся трах…ли»), что очень точно описывает явление, но непригодно для научного журнала или научно-популярной книги.

(обратно)

120

Notiomystis cincta, известный также как новозеландский медосос.

(обратно)

121

Oxyura vittata.

(обратно)

122

Технически орган проникновения у уток не является пенисом, так как произошел совсем иным эволюционным путем от иной части тела (выпячивание клоаки). Такой орган вообще имеется у очень немногих птиц – они утратили его миллионы лет назад; у уток и им подобных он, по-видимому, появился вторично, поэтому в принципе неудивительно, что он отличается по происхождению от пенисов других позвоночных. Здесь и далее я буду использовать слово «фаллос», чтобы отразить эту тонкость и тот факт, что для передачи спермы могут использоваться и многие другие структуры (такие, как педипальпы у пауков).

(обратно)

123

Уиллингем Э. Парадокс пениса: Уроки жизни из мира животных. – М.: Альпина нон-фикшн, 2023. – Прим. ред.

(обратно)

124

Viverridae, семейство хищных млекопитающих, самые известные представители – циветы и генеты.

(обратно)

125

Жук Callosobruchus maculatus.

(обратно)

126

Травматическое осеменение обнаружено также у некоторых других видов членистоногих, включая паука, который так и называется Harpactea sadistica.

(обратно)

127

Одно из многих морально сомнительных приключений, в которых герой «Одиссеи» демонстрирует растяжимость понятия «герой».

(обратно)

128

Витус Беринг, в честь которого были названы остров и море.

(обратно)

129

Группа, включающая горностаев, ласок, выдр, барсуков и т. п.

(обратно)

130

Педантичные читатели могут потребовать подтверждения, что бронтозавр (Brontosaurus) – официально признанный род, так как это название долгое время считалось младшим синонимом (т. е. появившимся в результате более позднего переименования) рода Apatosaurus. Согласно исследованию 2015 г., эти динозавры в достаточной степени различаются, чтобы можно было уверенно говорить об их принадлежности к разным родам.

(обратно)

131

Современные африканские слоны весят не более 7 т.

(обратно)

132

То есть с 10 кг при рождении до 100 000 кг за 20 лет. Это то же самое, как если бы человеческий ребенок к совершеннолетию достигал массы в 900 кг.

(обратно)

133

Были и исключения, например некоторые крокодилы и морские черепахи. Они, вероятно, выжили в устьях рек, в среде, не зависевшей от фотосинтетической активности (являющейся основой жизни большинства наземных и морских экосистем). Реки содержали – и переносили – огромные массы гниющей растительности, служившей пищей для детритофагов, за счет которых существовали хищники; эти пищевые сети распространились в устьях рек.

(обратно)

134

По тому же принципу работают некоторые солнечные очки, пропуская лишь световые волны, ориентированные в определенных плоскостях. Если наложить друг на друга две поляризованные линзы и повернуть одну из них на 90 градусов, весь свет будет заблокирован.

(обратно)

135

Известно, что поденки существуют с каменноугольного периода, который окончился примерно 300 млн лет назад.

(обратно)

136

Или, точнее, экологической ловушки – одной из разновидностей эволюционных ловушек, при которой именно поведение, связанное с выбором среды обитания, становится неадаптивным. Животные, попавшие в экологическую ловушку, – это те, которые намеренно выбирают неподходящую среду.

(обратно)

137

В данном случае автор приводит пример аналогии, сравнивая крылья колибри и бражника, которые имеют внешнее сходство, выполняют схожие функции, но не имеют общего происхождения. Примером гомологии могут служить крылья птицы, птерозавра и летучей мыши. – Прим. науч. ред.

(обратно)

138

Киты делятся на две группы: усатые киты (лат. Mysticeti), куда входят синие, горбатые, гладкие и серые киты, и зубатые киты (лат. Odontoceti), куда входят дельфины, а также такие крупные морские млекопитающие, как нарвалы и кашалоты.

(обратно)

139

Деятельность организации признана нежелательной на территории Российской Федерации. – Прим. ред.

(обратно)

140

Советские корабли проломили торос шириной около 365 м и высотой около 9 м и очистили от ледяного лома проход, достаточно широкий для того, чтобы два оставшихся кита могли выбраться. – Прим. ред.

(обратно)

141

Фильм «Все любят китов» (2012).

(обратно)

142

Возможно, но не факт. Изначально предполагалось пометить китов радиопередатчиками, чтобы отследить их дальнейший путь, но к тому времени, когда для них наконец прорубили проход, спасатели решили, что они уже достаточно намучились, и отказались от этого плана. Киты были в сотнях миль к северу от привычных мест обитания, израненные, голодные и истощенные, поэтому в долгосрочной перспективе их шансы на выживание, вероятно, были невелики. Возможно, деньги лучше было бы потратить на другие проекты, связанные с китами, но эта история привлекла интерес мирового сообщества к проблеме охраны китов, и деньги, скорее всего, все-таки не пропали зря. Такие истории редко бывают однозначными.

(обратно)

143

Деятельность организации признана нежелательной на территории Российской Федерации. – Прим. ред.

(обратно)

144

На самом деле оно не существует.

(обратно)

145

Например, китообразные запасают кислород не только в крови и легких, как все млекопитающие, но также и в мышцах. Этот дополнительный резерв жизненно важен при нырянии на глубину, где давление воды полностью сжимает ткани легких.

(обратно)

146

Девонский период охватывает промежуток времени примерно 420–360 млн лет назад. В позднем девоне появились первые наземные позвоночные.

(обратно)

147

Мы можем быть вполне уверены, что наличие канала – это более древний признак, так как у большинства рыб, у которых его нет во взрослом возрасте, в эмбриональном состоянии он имеется.

(обратно)

148

Род электрических угрей включает три вида, и, несмотря на внешнее сходство, он относится не к настоящим угрям, а к отряду гимнотообразных.

(обратно)

149

Я никогда не видел такого знака в Англии; возможно, мы слишком циничны, чтобы воспринимать такие прямолинейные и искренние послания.

(обратно)

150

На самом деле все еще хуже, поскольку 3 л воды имеют меньшее отношение площади поверхности к объему, чем 1 л воздуха (если допустить, что вырост кишечника простой и гладкий), что еще больше затрудняет извлечение кислорода.

(обратно)

151

Существует правило Долло (некоторые называют его законом Долло), названное так в честь палеонтолога Луи Долло, которое гласит, что признак, утраченный в процессе эволюции, не может появиться вновь в том же виде, что и у предков. Из этого правила есть некоторые исключения, но в целом оно верно описывает безвозвратную утрату признаков. – Прим. науч. ред.

(обратно)

152

Многие из наземных рептилий и амфибий сохраняют полученный от рыбьих предков способ движения, изгибая тело из стороны в сторону, и поэтому гораздо более медлительны, чем млекопитающие того же размера.

(обратно)

153

Лучи плавников – это шипы, обеспечивающие форму плавников у лучеперых рыб. В эту группу входит подавляющее большинство рыб; вторую основную группу составляют лопастеперые рыбы, представленные ныне только латимерией и несколькими видами из группы двоякодышащих; у лопастеперых плавники состоят из множества костей, схожих по строению с пятипалой конечностью тетрапод. Обе эти группы, в свою очередь, относятся к костным рыбам, в противоположность хрящевым рыбам – акулам и скатам.

(обратно)

154

Оба вида вымерли еще до последнего оледенения. Те лошади, которые стали неотъемлемой частью образа жизни равнинных индейцев Северной Америки, были завезены европейцами в XVI в. и позднее.

(обратно)

155

Или – если верить американским комедиям – спортивный носок.

(обратно)

156

В числе исключений может быть желание увеличить численность людей определенной этнической или национальной группы по политическим мотивам, но такие желания исходят от руководства страны, и при этом используются какие-то другие методы поощрения отдельных пар. Весьма сомневаюсь, что кто-либо когда-либо садился и принимал решение обременить себя трудом по воспитанию детей исключительно для того, чтобы породить новые копии своих генов, пусть даже подобные действия принесли бы этим генам самую непосредственную пользу.

(обратно)

157

Непременное условие (лат.). – Прим. пер.

(обратно)

158

Forelius pusillus – см. главу 6.

(обратно)

159

Панглос – персонаж повести Вольтера «Кандид»; его оптимистическое мировоззрение пародирует взгляды старшего современника автора, немецкого философа и математика Готфрида Лейбница.

(обратно)

160

Важное замечание: некоторые из «натуральных» стиральных порошков почти наверняка действительно экологичны. Только причина этого не в натуральности самой по себе, просто их ингредиенты также минимально токсичны и/или легко разлагаются.

(обратно)

161

Это увлекательная тема, которая выходит далеко за рамки моей книги, но я настоятельно рекомендую читателям ознакомиться с ней. Если вкратце, эффект плацебо – это феномен, при котором пациенты получают терапевтическую пользу исключительно благодаря своей вере в эффективность лечения; он действует даже тогда, когда на самом деле лечебные свойства препарата отсутствуют. То есть, если дать группе пациентов с определенным заболеванием таблетку, не содержащую активных ингредиентов, и сказать им, что это лекарство, определенное количество людей искренне сообщит об улучшении своего состояния (и на самом деле его почувствует). Однако, несмотря на то что тысячи клинических испытаний показали действенность эффекта плацебо, все-таки считается неэтичным преднамеренно назначать его пациенту вместо активного ингредиента, если только он не согласился на участие в испытаниях и знает, что может получить либо то, либо другое. Те, кто практикует альтернативную медицину, не считают это препятствием (хотя никто из них не признает, что на самом деле прописывает плацебо).

(обратно)

162

Quo Vadimus (лат.) – Куда мы идем. – Прим. ред.

(обратно)

163

Клада – это таксономический термин, используемый для обозначения любой группы, которая включает общего предка и всех потомков входящих в нее видов. Этот термин можно применять к таксону любого ранга (т. е. популяции, виду, роду, царству и т. д.). Например, 'Aves' (птицы) – это клада, потому что таким образом можно объединить всех птиц, не исключая ни одну из существующих или вымерших линий их общих предков; 'Reptilia', наоборот, не является кладой; если нарисовать родословное древо и обвести кружком всех рептилий, то потомки некоторых из их представителей (т. е. все птицы) окажутся исключены. Не существует никаких животных, которые являются потомками зауропод и не являются зауроподами, поэтому зауроподы тоже клада.

(обратно)

164

Для справки: человекообразные обезьяны (шимпанзе, бонобо, орангутан, горилла, гиббоны), а также гоминиды (человек и все его древние предки и родственники, такие как Australopithecus, Paranthropus и Ardipithecus) существуют примерно 25 млн лет. Вид Homo sapiens, по-видимому, не старше 300 000 лет.

(обратно)

165

Для описания эволюционного успеха группы А. Н. Северцов ввел понятие «биологический прогресс» – возрастание приспособленности потомков в сравнении с предками (Северцов, 1925; 1939). Критерии биологического прогресса: адаптация к внешним условиям, увеличение численности, расширение ареала, увеличение числа таксонов внутри группы. Последний критерий для нас как группы не соблюдается, т. к. в настоящее время остался всего один вид Homo sapiens. – Прим. науч. ред.

(обратно)

166

Вероятно. Точные цифры неизвестны; вполне возможно, гренландский тюлень более многочисленный.

(обратно)

167

На 2024 год численность населения Земли превысила 8 млрд.

(обратно)

168

Идеи о том, что именно ген – элементарная единица эволюции, поддерживаются сторонниками «геноцентричных» взглядов. Но большинство эволюционистов придерживаются мнения, что популяция – единица эволюции, а эволюционное событие – стойкое изменение частот аллелей в популяции. – Прим. науч. ред.

(обратно)

169

Филетическая эволюция – постепенное изменение вида как целостной группы, по мере того как она приспосабливается к меняющимся внешним условиям. После того как произойдет достаточно изменений (критерий «достаточности» в некоторой мере условен), можно говорить, что первоначального вида уже не существует, и он замещается другим.

(обратно)

Оглавление

Благодарности

Введение Не все так, как кажется

1 Выиграть бой, проиграть войну

2 Вылетая из гнезда кукушки

3 Нахлебники

4 Прекрасные и обреченные

5 Беззубая старость

6 Кому не по душе альтруизм?

7 Крамер против Крамера против Крамера

8 Прервавшиеся линии

9 И так сойдет

Заключение

Библиография