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

Теперь представьте себе вид птиц, который оказывается в местности с озером, кишащим рыбой. Они могут начать нырять в воду за рыбой, а со временем начать адаптироваться к водной среде: у птиц начнут формироваться крупные и мощные задние лапы, как у баклана, или трансформироваться крылья, как у пингвинов. Предположим, что самый лучший способ быстро и проворно плавать – это задействовать в воде сильный и мускулистый хвост, двигая им взад-вперед или вверх-вниз, именно это делают самые быстрые пловцы. Но у птиц нет длинных хвостов: они потеряли их ранее в процессе своей эволюционной истории, более сотни миллионов лет назад, сохранив лишь крошечные остатки сплавленных костей («хвосты» птиц состоят только из перьев, а не из костей). Я не говорю, что повторная эволюция длинного хвоста невозможна, но естественный отбор, этот мастеровой, вероятно, не пойдет таким путем. У птицы уже есть крылья, и ее лапы способны обеспечить ей необходимый проталкивающий импульс. Гораздо более вероятным выглядит тот вариант, что естественный отбор, скорее, будет способствовать улучшению ее плавательных умений за счет уже существующих структур, чем развивать новую способность с нуля, даже если в конечном итоге перекроенная птица с костистым хвостом – что напоминает скрещение гагары и крокодила – может оказаться лучшим пловцом.

Но, все равно, если птица-крокодил будет лучше адаптирована – станет лучшим и быстрым пловцом, – тогда почему бы плавающей птице не продолжать развиваться в этом направлении? Ответом может быть, что переход от одной адаптивной формы к другой может быть трудным, так как промежуточные условия бывают хуже. Длинный сильный хвост может быть великолепен для быстрого проталкивания тела, но короткий шлепок хвоста может просто помешать движению, фактически уменьшая плавательную результативность. У естественного отбора нет дара предвидения: он не будет отдавать предпочтения негативному свойству только потому, что это ранний шаг на пути, ведущему к лучшему в конечном итоге свойству. Напротив, чтобы определенная черта развилась в ходе естественного отбора, каждый шаг на этом пути должен быть улучшением того, что было раньше: естественный отбор никогда не отдаст предпочтение худшему свойству, даже если это всего лишь переходный эволюционный этап.

Как следствие, виды могут в конечном итоге застрять на уровне близких к оптимальным адаптациях. Какой бы ни была причина, но их предки не выбирали лучшую дорогу к адаптации. Естественный отбор заставлял вид развиваться, и он, в конце концов, приспосабливается, но не так хорошо, как мог бы. Такой ход рассуждений подчеркивает роль, которую может играть контингентность в определении направления эволюции и в том, почему в результате виды могут пойти разными путями, столкнувшись с идентичными природными условиями. Различия видов в их родовом генотипе и фенотипе или в том, какая мутация произойдет первой, могут заставить виды адаптироваться по-разному и даже иногда привести к ухудшенным адаптациям.

ПО ТОЙ ЖЕ САМОЙ ЛОГИКЕ можно ожидать, что чем больше похожи два родственных вида, тем вероятнее, что они будут развиваться похожим образом, когда столкнутся с одинаковыми избирательными условиями. Именно это и происходит. И нет никакого совпадения в том, что лучшие примеры повторяющейся конвергенции можно найти среди близкородственных видов. У ящериц анолисов один и тот же набор представителей рода развивался четыре раза, и при этом ни один другой тип островной ящерицы не конвергировал с анолисами. Два практически идентичных вида носатой энгидрины относятся к одному роду.

Приклеивающиеся подушечки пальцев у геккона эволюционировали одиннадцать раз и всего лишь два раза среди более шести тысяч других видов ящериц. Не все случаи конвергенции^[44] охватывают ближайших эволюционных родственников, но недавний статистический анализ подтвердил, что конвергенция больше распространена среди схожих видов.

Близкородственный эффект особенно очевиден при сравнении популяций одного и того же вида, который часто повторно развивает один и тот же признак, сталкиваясь с похожими условиями обитания. В первой главе я привел много примеров: мыши в песчаных дюнах, пещерные рыбы, ядовитые тритоны и их хищники, подвязочные змеи, люди. И еще один пример.

Трехиглая колюшка^[45] – это маленькая рыбка, обычно около двух дюймов в длину, которая обитает в прибрежных водах северной части Северного полушария. Самой отличительной характеристикой этой тонкой рыбки, как можно догадаться по ее названию, являются три длинных иглы, расположенные в ряд вдоль хребта перед спинным плавником. А снизу, там, где должен быть брюшной плавник, находится еще одна игла.

Вероятно, хищники представляют серьезную угрозу для этих обитателей океана, потому что кроме того, что эти иглы могут вставать дыбом, бока рыбы защищены броней в виде костистых щитков. У некоторых особей их количество достигает сорока штук.