Полеты воображения. Разум и эволюция против гравитации

Летающие предки островной птицы попадают туда случайно, возможно, сбившись с пути из-за ветра. И здесь я должен подчеркнуть, что эта глава о том, зачем нужно летать. Искать пищу, спасаться от хищников, мигрировать каждый год туда, где можно прокормиться, – все это явные преимущества крыльев. Естественный отбор усовершенствовал крылья ради тех птиц, которые на них летают. Удачная возможность колонизировать далекий остров – это совсем другое. Естественный отбор не формировал крылья с целью найти острова, которые птицы могли бы колонизировать. Если крылья и обеспечили какое-то преимущество в этом, то мы говорим о редких и крайне нетипичных событиях. Например, когда ураган сбил с курса яйценоскую самку и по счастливой случайности опустил ее на остров.

Примерно 40 миллионов лет назад в Южную Америку попали грызуны и мелкие обезьяны, в результате мы получили их богатое разнообразие. Тогда карта мира выглядела иначе: Африка находилась ближе к Южной Америке, а между ними были острова. Вероятно, обезьяны и грызуны переплывали с острова на остров на естественных плотах из растений или на деревьях, поваленных в море ураганом. Такие нетипичные события могли произойти всего один раз, после чего новоприбывшие странники обнаруживали славное новое местечко, где можно было жить, размножаться, а в дальнейшем и эволюционировать. То же самое происходило и с птицами с той оговоркой, что крылья давали им фору. Тем не менее неверно было бы говорить, что такие случайные колонизации – это преимущество крыльев. Выходит, умение летать – способность невероятно полезная. Но почему же тогда не все животные летают? А точнее, почему многие животные отказались от идеальных крыльев, которые были у их предков?

Глава 3
Если летать так здорово, почему некоторые животные отказались от крыльев?

 
Он о капусте речь ведет,
Потом о королях,
И почему моря кипят,
И о свиных крылах.
 

Льюис Кэрролл, Алиса в Зазеркалье”, 1871^[5]

Сейчас моря не кипят, хотя примерно через пять миллиардов лет вскипят. И свиньи не летают, но почему – вопрос отнюдь не глупый. Это шутливый подход к более общей проблеме: если нечто так прекрасно, почему оно есть не у всех животных? Почему крылья есть не у всех животных? Например, их нет у свиней. На это многие биологи ответят: “Это потому, что в распоряжении естественного отбора никогда не было генетической вариации, из которой могли бы развиться крылья. Не возникло нужных мутаций, причем, вероятно, в силу того что эмбриология свиней просто не располагала средствами, чтобы выпустить отросточки, из которых в дальнейшем могли вырасти крылья”. Но мне этот ответ приходит в голову не первым. Я бы добавил, что крылья не принесли бы свиньям пользы, они мешали бы при их образе жизни, и даже если бы крылья приносили им пользу, экономические затраты перевесили бы их полезность. Крылья – это не всегда хорошо, что доказывает пример тех животных, чьи предки обладали крыльями, но отказались от них.

И СВИНЬИ МОГЛИ БЫ ЛЕТАТЬ

Сейчас они не летают, но, может быть, раньше умели?

А если нет, то почему? Когда вообще резонно задаться вопросом, почему животные чего-то не умеют? Например, спросить, почему некоторые животные не летают?

У рабочих муравьев нет крыльев, они ходят везде пешком. Впрочем, лучше подходит слово “бегают”. Предками муравьев были крылатые осы, то есть современные муравьи потеряли крылья за время эволюции. Но крылья есть у родителей рабочего муравья – и у матери, и у отца. Каждый рабочий муравей – бесплодная самка, снабженная полным набором генов муравьиной матки-царицы, и у нее были бы крылья, если бы ее растили иначе, как подобает царице. Потенциальные крылья спрятаны в генах каждого муравья, свернуты, как пружинки, однако у рабочих особей эта пружина не распрямляется. Должно быть, в том, чтобы иметь крылья, есть что-то дурное, иначе рабочие муравьи реализовали бы свои генетические способности их отращивать. Если у одних самок крылья отрастают, а у других нет, значит, за и против крыльев очень тонко уравновешены.

МУРАВЬИНАЯ МАТКА СБРАСЫВАЕТ НЕНУЖНЫЕ КРЫЛЬЯ

У рабочих муравьев никогда не отрастают крылья, хотя у их отцов и матерей они были и их гены прекрасно знают, как их отрастить. Крылья сильно переоценены.

Матке-царице крылья нужны, чтобы найти новый дом вдали от родного муравейника. О том, почему это хорошо, мы поговорим в II-й главе. Кроме того, крылья дают молодой царице возможность повстречать крылатых самцов не из своего муравейника. Мы еще вернемся к тому, почему такое неродственное спаривание – это хорошо. Рабочие муравьи не размножаются, поэтому этих двух потребностей у них нет. Они проводят основную часть жизни под землей, ползая по тесному пространству. Наверное, крылья мешали бы в узких коридорах и галереях подземного муравейника. На это указывает и то, что муравьиная матка, единственный раз в жизни спарившись и найдя подходящее место для нового муравейника, сбрасывает крылья. У одних видов она их отгрызает, у других – выдирает лапками. Отгрызть себе крылья – довольно жестокий способ доказать, что они не всегда желанны. Свою службу в брачном полете и поиске нового жилья крылья уже сослужили, а для жизни под землей они ненужная роскошь и, возможно, даже помеха, поэтому теперь от них надо избавиться.

МУРАВЬИНЫЕ ЦЕПОЧКИ ВЗАИМОПОМОЩИ

Муравьи великолепно умеют сотрудничать. В этом случае они строятся в длинные цепочки, чтобы утащить многоножку, которую одному муравью ни за что не сдвинуть с места.

Разумеется, рабочие муравьи не все время проводят под землей. Они бегают вокруг муравейника, собирают пищу и приносят ее домой. Даже если под землей крылья мешают, может, стоило сохранить их, чтобы рабочие муравьи могли собирать корм так же, как их предки – осы? Те и правда быстрее муравьев, но задумаемся вот о чем: муравьи часто приносят домой добычу больше собственного веса – например, целого жука. Летать с такой ношей они бы не смогли. Нередко они объединяются, чтобы вместе притащить еще более крупный трофей. Колонны кочевых муравьев могут поднять и тащить даже скорпиона. Осы и пчелы обыскивают обширные площади в поисках маленьких порций пищи, а муравьи ищут корм близко от дома, но переносить его по воздуху было бы слишком тяжело.

Полет – занятие крайне энергозатратное даже без полной загрузки. Как мы вскоре убедимся, летательные мышцы ос – это миниатюрные поршневые двигатели, сжигающие очень много сахаристого авиатоплива. И отращивать крылья тоже дорого: любая часть тела создается из материалов, поступающих в организм в виде пищи, и снабдить четырьмя крылами каждую из тысяч рабочих особей в муравейнике – затея недешевая. Это сильно истощило бы экономические ресурсы колонии. Вероятно, все эти соображения и привели к отказу от крыльев. На страницах этой книги мы будем постоянно сталкиваться с идеей экономического равновесия. Вопросы эволюционных преимуществ – для чего хорош тот или иной орган – всегда предполагают экономическую оценку компромиссов, уравновешивание выгоды и затрат.

Термиты во многом отличаются от муравьев, но есть и общие черты. В детстве, когда я жил в Африке, мы называли их “белыми муравьями”, однако это совсем не муравьи – они даже не родственники. Муравьи – родственники пчел и ос, а термиты ближе к тараканам. В ходе эволюции они независимо пришли к муравьиному образу жизни от своих тараканьих истоков, а муравьи – от осиных. Но при внешнем сходстве у их образа жизни есть важные различия.

КОГДА-ТО ЦАРИЦА ТЕРМИТОВ БЫЛА КРЫЛАТОЙ

А теперь превратилась просто в мегафабрику по производству яиц. Ее брюшко так чудовищно раздулось, что коричневые плашки экзоскелета раздвинулись и отстоят далеко друг от друга.

Рабочие муравьи, пчелы и осы – это всегда бесплодные самки, а рабочими термитами, помимо бесплодных самок, могут быть и бесплодные самцы. Однако термиты похожи на муравьев в том, что рабочие термиты бескрылые, а у плодовитых самок и самцов (цариц и царей) есть крылья, которыми они пользуются в тех же целях, что и крылатые муравьи. К тому же крылатые термиты роятся примерно так же, как и муравьи, и это впечатляющее сезонное зрелище. В детстве мои приятели во время роения белых муравьев вбегали в гущу насекомых и заталкивали их себе в рот, а жареные термиты в Африке считаются деликатесом.

Царицы-матки термитов тоже сбрасывают крылья после брачного полета, как и муравьиные матки, и, вероятно, по тем же причинам. Более того, после этого они так чудовищно раздуваются, что сама идея крыльев становится издевательской. Голова, грудь и лапки остаются узнаваемыми, как у обычного насекомого, а брюшко превращается в огромный жирный белый мешок с яйцами. Матка термитов – яйце-фабрика, утратившая способность к движению. За свою долгую жизнь ей предстоит произвести на свет более 100 миллионов яиц.

Рабочие муравьи и термиты – яркие примеры, с которых стоило начать эту главу, поскольку и те, и другие генетически снабжены всем необходимым, чтобы отрастить крылья, но не делают этого. Муравьиные матки, как мы убедились, готовы даже оторвать или отгрызть себе крылья. Птицы себе крылья не отгрызают, это трудно даже представить. Единственный отдаленно похожий пример – автотомия хвоста. Термин “автотомия” – древнегреческий и буквально означает “самоотрезание”, это умение животного отбросить хвост или его часть, если его схватил хищник. Это полезный трюк, независимо возникший в ходе эволюции у многих видов ящериц и амфибий. Но у птиц он не встречается. В отличие от муравьиных маток, птицы никогда не подвергают автотомии собственные крылья.

Однако на протяжении эволюции у многих птиц крылья атрофировались или вообще исчезли. Особенно на островах, где, как мы знаем, в нелетающих превратилось более 60 видов современных птиц (и гораздо больше, если считать и вымершие виды), в том числе гуси, утки, попугаи, соколы, журавли и более 30 видов пастушков, в частности, крошечный тристанский пастушок с острова Инаксессибл в архипелаге Тристан-да-Кунья.

Почему же островные птицы за время своей эволюции утратили способность летать? Как мы уже знаем, нелетающих птиц часто обнаруживают на островах настолько отдаленных, что туда не добираются ни конкуренты, ни хищные млекопитающие, поэтому птицы, прилетающие по воздуху, могут перейти на образ жизни, не требующий крыльев и обычно узурпированный млекопитающими. Нишу крупных млекопитающих в Новой Зеландии занимали ныне вымершие нелетающие птицы моа. Киви ведут себя как млекопитающие средних размеров. А роль мелких млекопитающих в Новой Зеландии исполняют (или исполняли) нелетающий крапивник (стефенский кустарниковый крапивник, или траверзия) и нелетающие насекомые – гигантские цикады уэта. Все они произошли от крылатых предков.

Во-вторых, птицы “обнаруживают”, что крылья не нужны, если на твоем острове нет хищных млекопитающих. По-видимому, именно это произошло на Маврикии с птицами додо и на соседних островах с их нелетающими родственниками, произошедшими от каких-то летающих голубей.

Я не просто так заключил слово “обнаруживают” в кавычки. Понятно, что предки-голуби, едва высадившись на Маврикии или Родригесе, не огляделись вокруг и не сказали: “Ой, ну надо же, никаких хищников, давайте атрофируем крылья”. На самом деле на протяжении многих поколений происходило другое – те особи, гены которых делали их крылья несколько меньше среднего, добивались большего успеха. Вероятно, потому, что экономили на их отращивании. Поэтому они могли позволить себе вырастить больше детей, которые унаследовали слегка уменьшенные крылья. Таким образом со сменой поколений крылья постоянно уменьшались. Одновременно тела голубей становились крупнее. Это можно считать перераспределением в другие части организма ресурсов, сэкономленных на отращивании крыльев. Полет расходует много энергии, и вполне логично пустить ее на другие цели, в том числе на увеличение размеров. Однако островные животные в целом склонны в ходе эволюции становиться крупнее, поэтому, видимо, дело не только в этом. А в некоторых случаях островные виды уменьшаются, и это обескураживает. Как мы узнаем далее, высказывалось предположение, что виды, прибывшие на остров уже крупными, склонны уменьшаться, а те, кто был маленьким, склонны расти.

Единственными животными, способными колонизировать отдаленные острова, нередко становятся летучие мыши. Однако я не знаю ни одного примера, когда летучие мыши утратили способность летать. По-моему, это удивительно. Казалось бы, к летучим мышам можно применить ту же логику, которая стоит за эволюционным развитием множества нелетающих птиц на островах. Мне приходит в голову, что их просто не заметили – такое тоже нельзя исключать. Может быть, в будущем молекулярные генетики откроют островной вид землероек, который, как окажется, вышел (в эволюционном смысле) из среды летучих мышей. Предаваться таким размышлениям очень увлекательно. Пока складывается впечатление, что мы заблуждаемся, но всегда есть вероятность, что в дальнейшем исследования подтвердят нашу правоту. И не такое случалось. Кому до зарождения молекулярной генетики могло прийти в голову, что киты зародились среди парнокопытных животных? Бегемоты ближе к китам, чем к свиньям! Киты – парнокопытные, даже если у них больше нет копыт!

Возможно, додо утратили крылья из-за отсутствия хищников. Но увы, бедные птицы не пережили нашествия моряков в XVII веке. Предполагают, что слово “додо” происходит от португальского слова “дурачок”: додо не убегали от моряков, которые забивали их палками ради забавы. Однако резонно предположить, что на самом деле не убегали они потому, что до этого на острове не было никого, от кого стоило бы убегать – по той же причине, по которой их предки когда-то утратили крылья. Вероятно, их вымирание было вызвано более важными причинами, чем обычай забивать их палками ради развлечения или охотиться на них ради мяса (по свидетельствам современников, они были невкусные). Религиозные беженцы, крысы и свиньи, прибывшие на кораблях, вступали с додо в пищевую конкуренцию и ели их яйца.

РАСПРАВИТЬ КРЫЛЬЯ ДЛЯ ПРОСУШКИ

Предки галапагосских нелетающих бакланов прилетели на архипелаг на крыльях, таких же больших и с таким же прекрасным оперением, что и у материковых бакланов. На новом месте крылья с течением эволюционного времени уменьшились. Однако галапагосские бакланы и сегодня придерживаются обычая предков и сушат крылья после рыбной ловли.

Галапагосские нелетающие бакланы, очевидно, произошли от бакланов, прилетевших на острова с материка, а их потомки утратили крылья. У всех бакланов есть обычай после рыбной ловли держать крылья раскрытыми для просушки. Это важно, потому что после ныряния крылья намокают, и летать на них невозможно. У большинства водяных птиц этого не происходит, поскольку они смазывают перья жиром. Галапагосские бакланы сушат крылья, хотя не летают. Добавлю, что не все орнитологи согласны, что бакланы раскрывают крылья исключительно ради просушки – возможно, у них есть и другие причины.

ГЛОТАЛИ ЛИ ФОРОРАКОСЫ ДОБЫЧУ ЦЕЛИКОМ?

Перепуганной капибаре грозит опасность окончить свои дни в утробе грозной птицы фороракоса. Чтобы получить представление о масштабе, вспомним, что капибары – это гигантские морские свинки размером с овцу. Фороракосы давно вымерли (вероятно, вы были рады это узнать). Капибары до сих пор с нами (вероятно, вы были точно так же рады это узнать).

Додо и галапагосские бакланы утратили крылья относительно недавно – в последние несколько миллионов лет. Страусы и им подобные лишились крыльев гораздо раньше, и произошло это, вероятно, на давно забытых островах, куда их предки прилетели на полностью развитых крыльях. Однако они усохли до коротеньких отростков. А в случаях новозеландских моа (вымерших) и вовсе исчезли. Остаточные крылья нужны страусам и для того, чтобы хвастаться перед другими страусами, а отчасти – чтобы рулить и удерживать равновесие на бегу, это особенно необходимо, когда бегаешь так быстро, как страусы. Предполагают, что крылья страусам помогают подтормаживать, подобно тому, как некоторые воздушные суда выпускают парашют, когда садятся на лед или на короткую взлетно-посадочную полосу. Крылья нанду, южноамериканских родичей страусов (которых Дарвин и в самом деле называл страусами), пропорционально несколько крупнее, но летать на них невозможно. Нанду и страусы – родственники австралийских эму и вымерших новозеландских моа – относятся к надотряду бескилевых, или бегающих, птиц (Ratites), как и киви. Фороракосы и их родственники, которые вымерли всего лишь два миллиона лет назад в Южной Америке, не относятся к надотряду Ratites. Фороракосы были прожорливыми хищниками, вполне заслужившими свое прозвище “ужасные птицы”. Крупнейшие из них достигали трех метров ростом. Бескилевые – в основном вегетарианцы, с маленькой головой и тонкой шеей. А фороракосы, которых было много видов, обладали крупными головами и массивными шеями. Невольно воображаешь, что они глотали добычу целиком, как делают другие птицы. Может быть, даже капибару – животное, напоминающее гигантскую морскую свинку. Взрослая капибара может быть и метр в длину, то есть не уступает габаритами взрослой овце. Многие видели, как чайки целиком глотают кроликов, а также птенцов из соседних гнезд в колонии чаек. В Южной Америке жили когда-то и гигантские морские свинки величиной с бегемота. Теперь они вымерли, однако, хотя они и были современниками некоторых фороракосов, можно предположить, что те не могли их глотать из-за крупных размеров, по крайней мере не целиком. Но что касается капибары, для “ужасной птицы” она примерно как кролик для чайки.

Китоглавы – восхитительно уродливый исчезающий вид пеликанообразных, они не состоят в близком родстве с фороракосами и настолько малы, что могут летать (совсем неуклюже). Но их облик и пищевые пристрастия позволяют живо представить, каково это, когда ты так мал, что тебя можно проглотить целиком.

ПРЕДСТАВЬТЕ СЕБЕ ВСТРЕЧУ С ТАКОЙ ЖЕ ПТИЦЕЙ, НО ТРИ МЕТРА РОСТОМ

Китоглав слишком мал, чтобы проглотить вас. Но его убийственный взгляд дает представление о том, каково это, когда на тебя смотрит фороракос.

Гигантские новозеландские птицы моа были такой же величины, что и фороракосы, гораздо больше страусов. У большинства бескилевых (и фороракосов) крылья маленькие, но моа пошли дальше и полностью утратили крылья. Даже киты и те подошли к задаче отказа от конечностей не так радикально: утратив задние ноги, они сохранили следы их костей в скелете. У моа кости крыльев отсутствовали полностью^[6]. Увы, моа вымерли с прибытием маори. Это произошло всего 600 лет назад, но один мой приятель из Новой Зеландии ошибался, когда уверял меня, будто слышал, как они ревут друг на друга в кустарниках острова Южный.

ПТИЦА РУХ ИЗ “КНИГИ ТЫСЯЧИ И ОДНОЙ НОЧИ”

Птица Рух, способная унести слона, никогда не существовала в действительности – да и не могла бы. Но откуда взялась легенда о ней – может быть, из рассказов путешественников о гигантской нелетающей птице эпиорнис с Мадагаскара?

Маори прибыли в Новую Зеландию около 700 лет назад, практически вчера по сравнению с Австралией, где аборигены появились более 50 тысяч лет назад. Можно ли считать, что аборигены виновны в вымирании множества крупных сумчатых в Австралии, вопрос спорный. Обитали там и огромные нелетающие птицы вроде двухметрового гениорниса (Genyornis), похожего на гуся-переростка. Эти австралийские птицы-великаны не состояли в близком родстве ни с бескилевыми, ни с фороракосами, и их ближайшие ныне живущие родичи – южноамериканские кариамы, длинноногие птицы с изящными хохолками, в несколько раз меньше ростом, чем фороракос.

Гигантскими были и эпиорнисы с Мадагаскара, опять же нелетающие бескилевые. Их существовало несколько видов. Самый крупный, который недавно получил новое название Vorombe titan, достигал трех метров. К вопросу о полетах воображения: среди сказок “Книги тысячи и одной ночи” есть история о Синдбаде-мореходе. Едва ли не самым страшным из приключений Синдбада была встреча с исполинской птицей Рух, которая обитала на экзотическом острове и кормила птенцов слонами. Синдбаду надо было улететь с острова, поэтому он размотал чалму и привязал себя к великанскому когтю птицы Рух, пока та высиживала не менее великанское яйцо.

“ОДНА ИЗ МОИХ ДРАГОЦЕННОСТЕЙ”

В молодости Дэвид Аттенборо собрал яйцо эпиорниса из осколков.

О птице Рух упоминал и Марко Поло, средневековый мореплаватель-венецианец. Он писал, что она была такая громадная, что хватала слонов и убивала их, бросая на землю. Любопытно, что он полагал, что птица Рух родом с Мадагаскара. Именно там мы обнаружили останки эпиорнисов. Возможно, легенда о птице Рух зародилась из рассказов путешественников о гигантских мадагаскарских птицах. В дальнейшем эти рассказы обросли подробностями, сильно преувеличившими размеры птиц и упустившими из виду важный факт, известный тем, кто видел эпиорнисов своими глазами, но не тем, кто распространял слухи: эпиорнисы не умели летать. Они вымерли лишь недавно, возможно в XIV веке; вероятно, этих великанов, как и гигантских моа, истребили нагрянувшие люди, которые ели и их самих, и их яйца, вырубали леса и уничтожали среду обитания исполинских птиц. По-видимому, есть некоторая надежда, что их удастся возродить, например из ДНК, извлеченной из скорлупы их яиц, которые и сегодня в изобилии находят на побережье Мадагаскара. Возможно, мы возродим и моа. Было бы замечательно! Кстати, интересный факт: ближайший ныне живущий родственник гигантских эпиорнисов – новозеландская киви, самая маленькая из бескилевых птиц.