Удивительная эволюция. Биологическая история Земли в невероятных превращениях и мутациях организмов

Но гораздо более важным является то, что эволюция островных слонов маленького размера демонстрирует общее эволюционное правило, относящееся не только к хоботным, но также применимое ко многим крупным млекопитающим. Это и карликовые бегемоты, эволюционировавшие на нескольких островах Средиземного моря и в других местах; и олени, уменьшившиеся в размере на восемьдесят три процента после нескольких тысяч лет изолированной жизни на острове Джерси, и даже гоминид ростом три с половиной фута («хоббит», или, если использовать научный термин, – «человек флоресский»), который появился на одном из индонезийских островов семнадцать тысяч лет назад. Поместите любой вид крупного млекопитающего^[38] на остров, и с большой долей вероятности он станет маленьким, иногда просто крошечным.

Еще одной островной эволюционной тенденцией является утрата способности летать у имеющих крылья животных: крылья становятся меньше, отдельные их части утрачиваются, а иногда исчезает целое крыло. Неспособность летать у птиц многократно эволюционировала на островах по всему свету: дронт на Маврикии; пастушки (маленькие птицы, которые напоминают скрещенных курицу и цаплю); ибисы на Гавайях и Реюньоне; галапагосский баклан и многие другие пернатые, включая уток, гусей, попугаев, сов и сокола. Способность летать утрачивали не только птицы. Не избежали этой участи и островные насекомые – в частности, жуки, уховертки, мотыльки, сверчки и осы.

Крупные млекопитающие становятся меньше, птицы и насекомые теряют свои крылья. Может сложиться впечатление, что острова – территория эволюционного процесса уменьшения. Но не будем подменивать общее частным. Некоторые типы организмов на островах увеличиваются в размерах, и растения здесь – главный пример. Семена деревьев, как правило, не выдерживают продолжительного плавания через океан: в первую очередь, потому что они очень крупные.

В результате лишь немногие материковые деревья попадают на острова[20]. Это означает, что на новых островных образованиях, как правило, не хватает высоких растений. Есть объяснение тому, почему деревья вырастают такими высокими: в этом случае гиганты не затеняют друг друга и, значит, могут легко получать солнечный свет, максимально усиливая процесс фотосинтеза. Как следствие, на острове, где нет деревьев, любой сорняк или цветок, который чуть выше остальных, будет иметь преимущество. Со временем можно ожидать, что когда-то маленькие растения эволюционируют в формы, напоминающие деревья. Именно это и происходит. На одном за другим острове материковые виды кустарников, сорняков или маленьких цветов становятся высокими деревьями с корой и центральным стволом, в целом неотличимыми от деревьев на материке.

Однако не все эволюционные закономерности относятся к островам. Пожалуй, два самых известных примера эволюционной предсказуемости демонстрируют то, как меняются размер и форма млекопитающих и птиц при удалении от экватора. Вспомните о медведях. Два самых крупных вида животных – бурый и белый – обитатели Крайнего Севера. Точно так же самая крупная кошка – уссурийский тигр – значительно крупнее других подвидов тигров и всех остальных существующих видов кошачьих. Правило Бергмана, названное так в честь немецкого биолога XIX века, описавшего это явление, говорит о тенденции к увеличению размера животного в условиях более холодного климата – в высоких широтах или в горах – внутри одного вида или среди близкородственных видов.

А теперь посмотрите на голову белого медведя, в частности, на его уши. Они очень маленькие. Такие же у его соседа, северного жителя, полярной лисицы, у которой еще и заметно короткие лапы. В противоположность ей знакомая всем рыжая лисица из менее холодных краев имеет более крупные уши и длинные лапы. А у фенека из африканских пустынь уши удлиненные.

И снова тенденция – правило Аллена, названное в честь американского биолога XIX века: выступающие части тела млекопитающих и птиц становятся короче в условиях высоких широт.

Относительно этих двух правил ведется немало споров, и они, конечно же, являются всего лишь обобщениями с множеством исключений. И все равно все ученые сходятся в одном: причиной эволюционных изменений является температура. На севере теплокровным животным – тем животным, которые генерируют собственное тепло, чтобы поддерживать высокую температуру тела[21], – приходится минимизировать потерю тепла. Тепло вырабатывается каждой клеткой тела животного и уходит с его поверхности. По мере того, как животное становится крупнее, коэффициент отношения поверхности тела к объему тепла уменьшается, что приводит к уменьшению потери тепла. Более короткие выступы тела также ограничивают потерю тепла. И, напротив, в жарком климате проблема прямо противоположная: животным приходится избегать перегрева, так что более высокие коэффициенты отношения поверхности к объему при маленьком размере тела и крупных выступах более эффективны.