Волшебная эволюция

Сначала появляются отдельные черные птички; они сбиваются в небольшую стайку и начинают летать, как кажется, по случайной траектории. Затем к ним присоединяются все новые и новые участники, и вот уже сотни тысяч черных точек образуют целую тучу. Она скользит по огромным дугам, вдруг стремительно падает вниз, снова взмывает ввысь. Подобно привидению, этот гигантский живой организм извивается на фоне угасающего неба. Так продолжается где-то полчаса, после чего все птицы почти одномоментно успокаиваются и опускаются в камыши.

Стаи птиц и рыб, двигающиеся словно единый организм, неизменно производят сильное впечатление на наблюдателей. В 1931 году орнитолог Эдмунд Селус высказал предположение, что эти живые существа согласуют свои движения за счет передачи мыслей на расстоянии. Такое скоординированное поведение до сих пор остается отчасти загадкой, однако исследователям удалось найти более логичное объяснение, нежели телепатия.

Британский ученый Иэйн Коузин совместно с немецкими коллегами исследуют мурмурацию (скоординированное движение) в больших стаях с помощью современных технологий. В специальный аквариум с виртуальной реальностью они помещают управляемую 3D-модель рыбы и наблюдают за реакцией на нее настоящих рыб. Подобный подход команда ученых использует и в работе с мышами и дрозофилами. Также они снимают на видео стаи животных в дикой природе, а затем анализируют полученные записи при помощи компьютерных программ, которые фиксируют каждую особь и отслеживают ее перемещение. Эти методы позволяют собирать множество данных о движении особей относительно друг друга, и данные, в свою очередь, используются в статистических моделях. Команда Коузина доказала: если знать, какая из рыб начнет движение первой (например, в случае обнаружения хищника), можно спрогнозировать перемещение всего косяка. Рыбы оказывают прямое влияние друг на друга и немедленно реагируют на поведение особи так, что каждый копирует своего соседа. Рыба не «задумывается» над тем, что вздрагивание «прикатилось» от дальнего сородича на другом конце косяка, она просто повторяет движение своего ближайшего соседа.

Таким образом, движением стаи не управляет один-единственный вожак, и коллективная самоорганизация не связана с телепатией. Каждая отдельно взятая особь ориентируется исключительно на своих соседей. Итальянские ученые, изучавшие мурмурацию скворцов над Римом, выяснили, что каждая птица следит за действиями ближайших шести-семи соседей, независимо от расстояния до них, и согласует с ними собственное движение. Если одна из птиц меняет направление полета, ее примеру следуют соседи, а затем направление постепенно меняет и вся стая.

Такая система взаимодействия подразумевает множественные случаи «ложной тревоги», ведь никто не проверяет, был ли у крайней птицы или рыбы реальный повод вздрогнуть и шарахнуться в сторону. Коузин утверждает, что мозг рыбы образует ошибочные связи в каждом третьем или четвертом случае, а это означает, что рыба нередко начинает движение без объективной причины. И хотя вероятность того, что отдельно взятая особь повторит движение, повышается, если большинство из ее соседей резко бросятся в сторону (а это обычно происходит при возникновении реальной опасности), движения рыбьего косяка во многом оказываются избыточными. Но ничего страшного в этом нет, ведь это не требует чрезмерной энергии. Гораздо опаснее не среагировать, когда это следовало бы сделать, так что ради спокойствия все предпочитают сверяться со своим окружением. Преимущества ориентации на соседей значительно перевешивают недостатки. Так, благодаря эгоистичным действиям отдельных особей формируются большие стаи животных, а мурмурация птиц и рыб, образующих динамические объемные фигуры, не перестает поражать наше воображение.

Глава 4 Новые открытия, новые виды

Никогда не знаешь, что именно в ходе эволюции окажется полезным. Развитие жизни на Земле связано с процессами проб и ошибок за счет случайных мутаций и комбинаций генов. И зачастую появления нужной комбинации приходится ждать довольно долго. Если попытка оказывается успешной и неожиданно появляется выгодный признак, могут возникнуть условия для возникновения нового образа жизни и использования неизведанных ресурсов. Только представьте, какое количество новых профессий появилось с открытием электричества! Подобные важные «открытия» происходят и в природе.