Три возраста эволюции

Еще в 1969 году советский палеоботаник Валентин Красилов, изучая мезозойскую флору Сибири, обратил внимание, что наиболее массовые и характерные виды растений этого времени существуют, почти не меняясь, около 100 млн лет. Затем эти виды в геологически короткие сроки исчезают, а на их месте появляются совсем другие растения. Это сильно напоминает катастрофы Кювье, но новые виды не просто «приходят» на место вымерших – они стремительно эволюционируют, порождают все новые и новые формы, заполняя опустевшие после исчезновения прежних лидеров экологические ниши.

Разбираясь в этой истории, Красилов пришел к выводу:

сила, регулирующая темпы и направление эволюции, – это экосистемные взаимодействия.

В природе каждый вид имеет свою уникальную «профессию», способ существования – экологическую нишу. В зрелой, устойчивой экосистеме ниши плотно подогнаны друг к другу, как хозяйствующие субъекты в эффективной экономике. Любая попытка расширить собственную нишу (включить в нее новые виды пищи, новые места обитания и т. п.) приводит к конкуренции с соседями. Причем вид, посягнувший на чужой «кусок хлеба», оказывается в невыгодном положении: его конкуренты долго приспосабливались к своему занятию, он же приходит на это поле без каких-либо специальных «инструментов» и умений. В этих условиях основной эволюционной стратегией становится все большая специализация – сосредоточение на «своем» деле, позволяющее повысить его эффективность. Виды в сообществе все точнее притираются друг к другу: цветковые растения ориентируются на определенные виды опылителей (вырабатывая иногда специальные приспособления, чтобы не допустить в цветок посторонних насекомых), хищники совершенствуют приемы охоты на ограниченный круг жертв, паразиты формируют сложные жизненные циклы, повышающие вероятность встречи с хозяином. Видообразование случается редко: ведь видам-потомкам придется как-то разделить и без того тесноватую исходную нишу.

Эволюция идет все медленней и во многих группах почти останавливается: «конструкция» организма доведена до предела своих возможностей, любые отклонения оказываются невыгодными.

Такие сообщества обладают громадным запасом устойчивости – но все же не абсолютным. В какой-то момент возмущающие воздействия превышают его – и тогда начинается распад. Хуже всех приходится наиболее успешным и эффективным в своей нише видам – как правило, они вымирают. Зато для неспециализированных «дилетантов», ютившихся где-то на задворках сообщества и хватавшихся за все, что подвернется, открываются неограниченные возможности. Захватывая освободившиеся ниши или создавая новые, вчерашние маргиналы формируют новое сообщество. При этом они меняют свой облик и поведение, порождают множество новых форм. В конце концов все вакансии оказываются заполненными, и начинается взаимная притирка, подгонка и совершенствование в новой системе экологических ниш.

Окно возможностей

Эволюцию внутри устойчивой экосистемы Красилов назвал когерентной, эволюцию в условиях кризиса и распада – некогерентной.

По его мнению, переход от первого типа ко второму может быть вызван каким-нибудь сильным внешним воздействием – например, изменением климата. В дальнейшем, однако, авторы, развивавшие эту концепцию, пришли к выводу, что причиной распада устойчивого сообщества могут стать и чисто биологические процессы. Так, согласно исследованиям выдающегося палеоэколога Владимира Жерихина, крушение мезозойского мира началось с того, что цветковые растения (возможно, благодаря своей тесной связи с насекомыми) монополизировали роль пионеров, зарастателей обнаженных участков – речных наносов, гарей, оползней и т. д. Это запустило цепочку событий, приведших (спустя миллионы лет) к исчезновению сначала характерной мезозойской флоры, а затем и фауны во главе с так полюбившимися человечеству динозаврами.

Впрочем, тотальные кризисы, охватывающие всю биосферу – видимо, все-таки большая редкость в истории жизни. Чаще такие события разыгрываются в сообществе определенного типа. Например, около 10 тысяч лет назад с отступлением последнего ледника исчезла тундростепь – родная экосистема мамонта, шерстистого носорога и прочих характерных животных ледникового времени. Еще чаще изменения происходят на ограниченной территории – хотя иногда и очень обширной. Так несколько сотен тысяч лет назад на месте части африканской саванны образовалась пустыня Сахара.

Наконец, переходить от когерентной эволюции к некогерентной могут и отдельные виды в локальных обедненных сообществах – на островах, в озерах, на новом для себя континенте (где их аналоги либо отсутствуют, либо сильно уступают им в эффективности) и вообще где угодно, где ослаблена конкуренция или снята часть требований среды.