Самое грандиозное шоу на Земле. Доказательства эволюции - Ричард Докинз

Эксперименты, о которых Джон Эндлер рассказывал своему предвзятому попутчику, изящны и просты, и они служат красивой иллюстрацией скорости, с которой может работать естественный отбор. Здесь уместно обратится к собственным исследованиям Эндлера, потому что он также является автором "Естественного отбора в дикой природе", ведущей книги, в которой были собраны примеры таких исследований и изложены их методы.

Гуппи - популярная пресноводная аквариумная рыбка. Как и фазаны, с которыми мы встретились в главе 3, самцы более ярко окрашены, чем самки, и аквариумисты ведут селекцию на еще большую яркость. Эндлер изучал диких гуппи (Poecilia reticulata), которые водятся в горных потоках в Тринидаде, Тобаго и Венесуэле. Он заметил, что местные популяции поразительно отличались друг от друга. В некоторых популяциях взрослые самцы были радужно окрашены, почти столь же красочны. как выведенные в аквариумах. Он предположил, что их предки подвергались отбору на свои яркие цвета самками гуппи, таким же образом, как самцы фазанов отбираются самками. В других местах самцы были намного более блеклыми, хотя они все равно были ярче, чем самки. Как и самки, хотя в меньшей степени, они были хорошо замаскированы на фоне каменистого дна речных потоков, в которых они живут. Эндлер показал с помощью изящных количественных сравнений по многим местам в Венесуэле и Тринидаде, что ручьи, где самцы были менее яркими, были ручьями с большей активностью хищников. В ручьях со слабой активностью хищников самцы были более ярко окрашены, с большими, более аляпистыми пятнами, и большим их количеством: здесь у самцов более свободно могла эволюционировать яркая окраска, чтобы нравиться самкам. Давление самок на самцов для эволюции ярких цветов существовало там все время, во всех различных изолированных популяциях, независимо от того, сильное или слабое давление оказывали местные хищники в противоположном направлении. Как всегда эволюция нашла компромисс между давлениями отбора. Гуппи интересны тем, что Эндлер фактически мог видеть, как компромисс варьирует в различных ручьях. Но он сделал еще лучше. Он продолжал экспериментировать.

Представьте, что Вы хотели бы поставить идеальный эксперимент, чтобы продемонстрировать эволюцию камуфлирующей окраски: что бы Вы сделали? Замаскированные животные сливаются с видимым фоном. Могли бы Вы поставить эксперимент, где у животных на самом деле прямо у Вас на глазах эволюционирует окраска, напоминающая фон, который Вы для них обеспечили в эксперименте? Желательно два фона, с различными популяциями на каждом? Цель состоит в том, чтобы устроить нечто похожее на отбор двух линий кукурузы с высоким и низким содержанием масла, которую мы видели в Главе 3. Но в этих экспериментах отбор будет проводиться не людьми, а хищниками и самками гуппи. Единственной вещью, которая будет различаться в двух экспериментальных линиях, будет различные фоны, которые мы предоставим.

Возьмите нескольких животных одного вида с камуфляжной окраской, можно насекомых, и распределите их произвольно по различным клеткам (или вольерам, или водоемам, в зависимости от того, что подходит), имеющим различающиеся цветом или узором фоны. Например, Вы могли бы придать половине вольеров фон зеленого леса, а другой половине - красновато-коричневый фон пустыни. Поместив Ваших животных в их зеленые или коричневые вольеры, затем оставьте их жить и размножаться в течение стольких поколений, сколько времени у Вас есть, после чего вернитесь, чтобы посмотреть, эволюционировала ли у них окраска, напоминающая их фон, зеленая или коричневая соответственно. Конечно, Вы можете рассчитывать на результат, только если Вы поместите в вольерах и хищников. Итак, давайте поместим туда, скажем, хамелеона. Во все вольеры? Нет, конечно нет. Помните, это - эксперимент; поэтому поместите хищников в половину зеленых вольеров и в половину коричневых. Эксперимент должен проверить предсказание, что в вольерах с хищниками насекомые эволюционируют, становясь зелеными или коричневыми - чтобы стать более похожими на их фон. Но в вольерах без хищников они могли бы эволюционировать, становясь более отличными от их фона, чтобы быть приметными для самок.

Я долго лелеял мечту поставить точно такой же эксперимент с плодовыми мушками (потому что их репродуктивный цикл настолько короткий), но, увы, я так и не смог найти для этого время. Поэтому я особенно рад сообщить, что это именно то, что Джон Эндлер проделал, не с насекомыми, а с гуппи. Конечно, он использовал в качестве хищников не хамелеонов, а выбрал рыбу, названную креницихла сердцевидная, Crenicichla alta, которая является опасным хищником для этих гуппи в дикой природе. И при этом он использовал не зеленый против коричневого фона - он выбрал кое-что более интересное. Он заметил, что маскировка гуппи обязана большей частью своим пятнам, часто весьма большим, узор из которых напоминает узор дна, засыпанного гравием, их родных ручьев. В некоторых ручьях гравий более каменистый, в других более мелкий, более песчаный. Это были те два фона, которые он использовал, и Вы согласитесь, что маскировочная окраска, которую он искал, была более тонкой и более интересной, чем мои зеленый цвет против коричневого.

У Эндлера была большая оранжерея, чтобы моделировать тропический мир гуппи, и он устроил в ней десять водоемов. Он обложил гравием дно всех десяти водоемов, но пять из них имели грубый, крупный гравий, а другие пять - более мелкий, песчаный. Вы можете видеть, к чему это идет. Предсказание состоит в том, что подвергаясь интенсивному отлову хищниками, гуппи на этих двух фонах разойдутся друг от друга за эволюционное время, каждый в направлении, соответствующем их собственному фону. Там, где хищников мало или нет вообще, предсказывается, что самцы должны иметь тенденцию становиться заметными, чтобы впечатлять самок.

Вместо того, чтобы в половину водоемов поместить хищников, а в другую половину - нет, Эндлер снова поступил более тонко. У него было три уровня хищничества. В двух водоемах (в одном с мелким и одном с крупным гравием) не было хищников вообще. В четырех водоемах (двух с мелким и двух с крупным гравием) была опасная креницихла сердцевидная. В оставшихся четырех водоемах Эндлер поместил другой вид рыбы, ривулус Харти Rivulus hartii, которая, несмотря на ее английское название, "killifish" [звучит как "убийственная рыба"] (на самом деле, оно весьма неуместно, так как ее назвали в честь мистера Килле), относительно безопасен для гуппи. Это - "слабый хищник", тогда как креницихла сердцевидная является сильным хищником. Условия со "слабым хищником" -лучшая контрольная группа, чем без хищников вообще. Причина в том, что, как объяснял Эндлер, он попытался смоделировать два вида естественных условий, и он не знает ни одного природного ручья, совсем не содержавшего хищников: таким образом, сопоставление между сильным и слабым хищничеством более соответствует природным условиям.

Итак, структура такова: гуппи были распределены произвольно по десяти водоемам, пяти с крупным гравием и пяти с мелким. Всем десяти колониям гуппи позволили свободно размножаться в течение шести месяцев без хищников. В этот момент эксперимент начинался по-настоящему. Эндлер поместил одного "опасного хищника" в каждый из двух водоемов с крупным гравием и в двух водоемах с мелким гравием. Он поместил шесть "слабых хищников" (шесть, а не одного, чтобы достичь лучшего приближения к относительной плотности двух видов рыб в дикой природе) в каждый из двух водоемов с крупным гравием и двух водоемов с мелким гравием. А остальные два водоема просто остались как прежде, вообще без хищников.