Ошибки природы: Пределы и несовершенство естественного отбора - Энди Добсон

как минимум несколько контрпродуктивно. Конечно, как и во всем остальном в эволюционной биологии, в этом случае следует ожидать компромисса между репродуктивными выигрышем и ценой, и причинение вреда матери своих детей – лишь еще один пункт в колонке «Против», который вполне может перевешиваться тем фактом, что в результате она станет матерью ваших детей, а не чьих-то еще. Некоторые биологи идут еще дальше, высказывая предположение, что нанесение вреда самке может в некоторых обстоятельствах скорее быть пунктом в колонке «За», то есть вред может иногда поощряться отбором, а значит, быть преднамеренным.

Эмпирические данные в пользу этой идеи пока отсутствуют, но математические модели показывают, что появление в процессе эволюции так называемого адаптивного вреда в принципе возможно – например, если вред, причиняемый самкам, заставляет их изменить паттерн своего репродуктивного вклада. Как уже говорилось выше, самка в любой момент времени будет вкладывать ресурсы таким образом, чтобы достичь оптимального баланса между нынешним потомством и потенциальным будущим потомством; она может, как львица с одним детенышем, урезать расходы в настоящем, чтобы сохранить ресурсы для более продуктивной попытки в будущем. Однако, если у нее мало шансов выжить после окончания текущего цикла размножения, для нее имеет смысл вложить все имеющиеся ресурсы прямо сейчас. Следовательно, ущерб, нанесенный самцом, может заставить самку вложить все в потомство последнего самца, не оставив ничего на будущее. Это было бы плохой стратегией для самца только в том случае, если бы самок было мало и он захотел бы снова спариться с той же самкой позже. Конечно, с точки зрения самки, вопрос, «предпочтет» ли самец нанести ей вред или просто примет непреднамеренный ущерб как допустимые издержки, не так важен, если вред будет нанесен в любом случае.

Единственное, что не вызывает сомнений, – это то, что динамика здесь сопоставима с той, которую дают описанные в главе 4 формы полового отбора, при которых вид как целое на первый взгляд эволюционирует в сторону ухудшения, а не улучшения. Польза для отдельного самца очевидна – агрессивная тактика спаривания способна гарантировать его отцовство и тем самым обеспечить более долгую жизнь его генетической линии, по сравнению с соперниками, – и даже самка-реципиент косвенно выиграет от успеха своих сыновей, которые, в свою очередь, сделают то же самое со своими несчастными партнершами. Но если бы можно было взмахнуть волшебной палочкой и запустить какой-то иной механизм, с помощью которого самцы смогли бы договориться о таком же распределении репродуктивных благ, не нанося вред самкам, то здоровье и приспособленность среднестатистического представителя вида, без сомнения, улучшились бы.

Примеры затрат, связанных с половым размножением, наглядно иллюстрируют основную идею этой книги, заключающуюся в том, что хотя, казалось бы, в процессе эволюции приспособленность животных к условиям окружающей среды должна повышаться, но, по-видимому, значительного прогресса на этом пути не наблюдается. Отсутствие прогресса можно объяснить конфликтами, которые мы обсуждали выше: между видами и между отдельными особями (главы 1, 2 и 3), между членами семьи (глава 6), между половыми партнерами (главы 4 и 7). Еще один конфликт существует между генами и организмами, которые являются их носителями (глава 5 и др.), хотя его лучше назвать проявлением деспотизма, причем лишь один вид (человек) сумел в какой-то мере подорвать тиранию гена.

В оставшихся двух главах, прежде чем перейти к обсуждению вопроса, которым я хочу завершить эту книгу, мы рассмотрим другой аспект эволюционных ограничений – тот, который возникает, когда недостаток контроля наблюдается в условиях меняющейся среды. Это касается не столько победителей и проигравших среди отдельных особей или генов, получающих выгоду за счет организмов, сколько генов, сталкивающихся с суровыми реалиями внешнего мира. Первая из этих реалий – неспособность предугадывать будущее, потому что, хотя на каждом из эволюционных поворотов соблюдаются интересы генов, некому заглянуть вперед и посмотреть, где и когда эти повороты возникнут и что нас ждет после этого. В результате мы имеем набор физических конструкций – реализованных в виде организмов, – которые всегда в своей приспособленности слегка отстают от изменений среды.

8

Прервавшиеся линии

Анахронизм, сущ.

1. Хронологическая неточность, ошибочное отнесение события, явления одной эпохи к другой.

2. Нечто устарелое, не соответствующее современности; пережиток старины.

В главе 6 мы, помимо прочего, узнали о судьбе, которая постигла почтовую службу Pony Express. Всего через десять недель после того, как эта небольшая курьерская компания отправила на Запад первый мешок с почтой, Конгресс США одобрил субсидирование создания телеграфной системы, связывающей восток с западом. Восхождение телеграфных компаний Overland Telegraph Company of California и Pacific Telegraph Company of Nebraska привело к краху Pony Express. Это, конечно, лишь одно предприятие среди бесчисленного множества других, павших жертвами прогресса; всего веком позже аналогичное бедствие постигло телефонную связь – которая сама в свое время вытеснила телеграф. Первый общественный телефон-автомат был установлен в Берлине в 1881 г., через пять лет после того, как Александр Белл получил патент США на «улучшение телеграфии», и к 1999 г. только в этой стране было около 2 млн телефонных будок. Но к 2018 г. из них работало только 5 % – появление мобильных телефонов сделало их ненужными.

Примерно то же происходит и с животными.

Срок годности

В некотором смысле любое животное, как только оно появляется на свет, неизменно становится анахронизмом, то есть «отстает от времени». Давайте вернемся к морским леопардам, о которых рассказывалось в главе 1. Предполагается, что их зубы в течение многих поколений изменяются в ответ на изменения в соотношении различных видов доступной пищи: более тонкие и дольчатые зубы формируются, когда изобилует криль, более массивные и прочные – когда в рационе преобладают пингвины и тюлени. Пока все звучит логично: окружающая среда меняется, и тюлени приспосабливаются к ней в ответ на новые вызовы; в этом и состоит суть естественного отбора. Но вот в чем загвоздка – они не могут измениться моментально, это всегда происходит с задержкой. Возьмем поколение морских леопардов, которым исполняется шесть лет – возраст половой зрелости для большинства из них. Именно в этот период им больше всего нужны адаптации к хищничеству: самкам необходимо обеспечивать дополнительное питание для сосущих молоко детенышей, а самцам – быть в отличной физической форме, чтобы привлекать наилучших самок. Однако исходное распределение типов зубов в этом поколении обусловлено репродуктивным успехом поколения их родителей, который, в свою очередь, отражает то, какая пища была доступна шесть лет назад, а не сейчас. За прошедшие годы ситуация, возможно, изменилась, так что у некоторых представителей этого поколения зубы уже не являются лучшим инструментом для выполнения данной задачи – они идеально подходили в прошлом, но не сейчас.

Я говорю «в некотором смысле», так как маловероятно, что величина этой задержки имеет какое-то значение. Животное отстает максимум на одно поколение, а для подавляющего большинства видов это слишком короткий отрезок времени, за который внешняя среда меняется незначительно. Проблемы возникают только при антагонистических взаимодействиях видов, интервалы между поколениями у которых сильно различаются (вспомним гонку вооружений между долгоживущими позвоночными, например человеком, и короткоживущими патогенами, такими как Mycobacterium tuberculosis), или в тех крайне редких случаях, когда эволюционное отставание существенно превышает одно поколение. Последний сценарий хорошо описывает проблему, с которой столкнулись птицы на острове Гуам: они слишком долго эволюционировали в отсутствие змей, но вновь столкнулись с ними несколько тысячелетий спустя. Но иногда – лишь иногда – обстоятельства действительно меняются слишком быстро, и в такие поворотные моменты истории могут вымереть целые виды.

Стеллер и морские чудища

Отряд сиреновые (Sirenia) – небольшая группа морских млекопитающих, предки которых следовали параллельным курсом с китообразными (китами и дельфинами), отказавшись от жизни на суше и вернувшись в воду. В настоящее время эта группа представлена четырьмя видами – дюгонем и тремя видами ламантинов. Генетический анализ показывает, что их ближайшими сухопутными родственниками являются слоны, но сиреновые совершенно не похожи на Дамбо. Ныне живущие виды полностью водные, с толстым бочкообразным туловищем и передними конечностями, в процессе адаптации к водной среде обитания превратившимися в короткие