Фитополис. Город жизни - Стефано Манкузо

всегда выберут лучший способ справиться со сложностями жизни в городе». К сожалению, нет. Каждый раз, когда с растением происходят такие изменения, как с лагозерисом, генетическая изоляция его популяции увеличивается и растение все больше рискует не успеть адаптироваться в случае климатических изменений. Представим, к примеру, что смена стратегии распространения лагозериса дошла до того, что подавляющее большинство семян стали тяжелыми. Что будет, если резко изменится одна из основополагающих характеристик окружающей среды? Что, если по какой-то причине (например, внезапное загрязнение почвы) районы Монпелье, где растет лагозерис, станут непригодны для его жизни, а он не сможет дать летучих семян, которые имели бы шансы добраться до плодородных земель и позволить виду выжить? Иными словами, исследование Шепту выявило, что данный вид проявляет большую гибкость в приспособлении к окружающей среде, и эта гибкость в будущем может грозить ему проблемами. В этом и заключается очарование и одновременно проклятие эволюции: здесь не может быть правильных ответов и идеальных механизмов. Вид каждый раз выбирает наиболее подходящий вариант приспособления к изменившимся условиям, отметая все остальные. И нам необходимо помнить, что эволюция при этом ни в чем не виновата, виноваты только мы – в том, что слишком глобальными, внезапными и резкими изменениями препятствуем ее естественному ходу.

В 2017 году было опубликовано исследование[49], которое показало, что генетическая изоляция, приводящая к потере генетического разнообразия, – одна из общих проблем, с которыми сталкиваются обитающие в городах популяции, и что одна из наиболее распространенных ее причин – так называемый эффект основателя. Это важнейшая концепция популяционной генетики, о которой следует сказать несколько слов. Впервые эффект основателя был подробно описан Эрнстом Майром в 1954 году[50]; по сути, это процесс потери генетического разнообразия при заселении новой территории небольшим количеством представителей крупной популяции. Один из классических примеров этого явления – заселение в новый район мигрировавшей группы особей, генетически не связанных с его коренными обитателями. Эти новые популяции обнаруживают повышенную чувствительность к генетическому дрейфу, увеличение случаев родственного скрещивания и относительно низкую генетическую изменчивость. Иными словами, особи, образующие такие популяции, сильно похожи между собой и, как следствие, не обладают такой степенью генетического разнообразия, которая бы позволила им спокойно перенести любые изменения окружающей среды. Например, этот эффект возникает на островах, образовавшихся в результате извержений вулканов, или в местах, где разрушительное извержение подчистую стерло с лица земли все живое. Как только вулканическая лава остывает, начинается заселение территории, при котором одним из основополагающих факторов становится эффект основателя. Подобное происходило после катастрофического извержении Кракатау в 1883 году[51] или на острове Сюртсей в Исландии, о важности которого для изучения заселения бесплодных земель я уже рассказывал в своей предыдущей книге[52]. В обоих случаях в числе первых организмов-колонизаторов выступают растения, которые селятся в новой среде и создают возможность для последующего заселения животных. Однако прежде всего нас интересует то, что эффект основателя среди первых популяций, мигрировавших на новую территорию, четко заметен и измерим. У них немало общего с лагозерисом, который в небольших неблагоприятных для жизни городских районах начинает производить больше тяжелых семян: их связывает эффект основателя. Мутирующие растения становятся основателями новых популяций, которые заселяют ограниченные и, как правило, изолированные районы, то есть не вступают в контакт с растениями из соседних районов. Происходящее на островах в определенном смысле мало отличается от происходящего в городе. Это может показаться странным, но городская среда, ввиду ее заметной фрагментированности, с точки зрения эволюции похожа на архипелаг, состоящий из тысяч маленьких или крошечных островов (это может быть клумба или палисадник), отделенных друг от друга дорогами, зданиями, различными барьерами, препятствующими их сообщению, и потоком людей. В таких условиях популяции, заселяющие эти небольшие территории, имеют тенденцию быстро отмежевываться от исходной. То, что случилось с зябликами на Галапагосских островах и было замечено Дарвином, происходит с лагозерисом, водяными блохами и крысами на разрозненных островах наших городских архипелагов.

Одно из самых масштабных исследований влияния урбанизации на эволюцию видов посвящено растению, встречающемуся почти во всех городах планеты, – клеверу белому (Trifolium repens) (рис. 14) и его способности производить цианистый водород для защиты от хищников и засухи. Чтобы изучить, какой эффект развитие городов произвело на этот вид, широко распространенный в Токио и Лондоне, в Риме, Йоханнесбурге и Сантьяго-де-Чили, в 2014 году был собран глобальный консорциум – Global Urban Evolution Project, – объединивший сотни исследователей с разных континентов. Этой масштабной организации предстояло ответить на три вопроса: создает ли урбанизация в географически отдаленных частях света одинаковую среду? Во всех ли городах белый клевер под воздействием среды изменяется одинаково, то есть можно ли в его случае говорить о параллельной эволюции и связано ли это с выделением цианистого водорода? И если да, то какие именно особенности городской среды способствуют параллельной эволюции? Анализ результатов исследования, проведенного в 160 городах планеты, показал, что во всех этих местах клевер производит меньше цианистого водорода, чем тот, что растет в дикой местности на окраине города или за его пределами. Результат подтвердил предположения ученых: меньшее количество травоядных в городах ожидаемо привело к снижению выделения клевером этого вещества. Имеем ли мы дело с параллельной эволюцией, или точнее будет назвать это параллельной адаптацией, говорить пока рано. А что действительно поражает в результатах проведенного исследования, так это то, что количество цианистого водорода, вырабатываемого растениями в столь разных точках планеты, как Токио, Лондон, Фрихолд в США или Темуко в Чили, оказалось более сходным, чем его содержание в клевере, растущем в разных странах в естественной среде.

Рис. 14. Белый клевер (Trifolium repens) – растение, типичное для Европы, Северной Африки и Западной Азии как пастбищный вид. Также белый клевер является одним из самых распространенных видов в городах, поэтому именно он стал объектом глобального исследования с привлечением как ученых со всего мира (Global Urban Evolution Project), так и простых жителей городов (гражданская наука).

Это наблюдение иллюстрирует важнейший факт: вне зависимости от своих особенностей, географического положения, истории и нынешнего состояния, города в разных частях света гораздо больше похожи друг на друга, чем окружающая их природа. Иными словами, Флоренция и Йоханнесбург ближе друг к другу, чем Флоренция и ее сельские окрестности. Это еще одно и весьма убедительное подтверждение того, что наши города – это экосистемы и в этом качестве они сходны, как и тропические леса или пустыни, где бы они ни находились.

То, что городские экосистемы быстро растут и потенциально довольно сложны для выживания в них большинства живых существ, должно заставить нас задуматься.