В пьесе Шекспира «Генрих IV, часть 1» Готспер хочет вывести из себя короля Генриха, заставив скворца повторять имя своего шурина Мортимера: «Я этим звукам выучу скворца и дам ему, чтоб злить его, в подарок» (перевод Бориса Пастернака. – Прим. ред.).
В 1877 году благодаря этой незначительной отсылке Sturnus vulgaris, скворец обыкновенный, попал в список фауны и флоры, которую европейские колонизаторы собирались привезти в США. Дело в том, что в этом году натуралист Юджин Шиффелин возглавил Американское общество акклиматизации – группу идеалистов, считавших своим призванием «усовершенствовать» Северную Америку, поселив там «иноземные виды из царства животных и растений, которые могут оказаться полезными или же любопытными». По одному ему известным причинам Шиффелин был убежден, что Америке никак не обойтись без всех видов птиц, упомянутых в работах Шекспира. (История о связи завезенных в США скворцов с Шекспиром может быть мифом. – Прим. ред.)
Наибольших успехов Шиффелин достиг со скворцами Готспера. В 1890 и 1891 годах он велел привезти из Англии 80 пар этих птиц и выпустил их в Сентрал-парке Нью-Йорка. Впрочем, сидеть и повторять королевские имена скворцы не собирались. Вместо этого они разлетелись по Америке, где заняли свободную нишу крылатых горожан. Согласно подсчетам экспертов, они распространялись по городам, селам и деревушкам со скоростью примерно 80 километров в год. К 1920 году они заняли все Восточное побережье США, к концу Второй мировой войны пересекли Великие равнины, в 1960-х освоились на Западном побережье, а к 1978 году поселились и на Аляске. Сегодня скворцов в Северной Америке примерно столько же, сколько людей.
На извечный шекспировский вопрос «быть или не быть» скворцы ответили четко и ясно: быть. Впрочем, чтобы обосноваться в стремительно растущих американских городах, этим проворным пташкам пришлось привести свое тело в соответствие с требованиями местной городской среды, отличными от британских. Из-за этого, как предположили два канадских исследователя, тела скворцов после переселения могли немного измениться. Чтобы в этом убедиться, они осмотрели коллекции восьми музеев естествознания в Северной Америке и измерили крылья у 312 чучел скворцов, пополнивших коллекции музеев с 1890 года.
Эти исследователи, Пьер-Поль Биттон и Брендан Грэм из Уинсорского университета, обнаружили нечто весьма занятное. Как выяснилось, со временем крылья скворцов стали более округлыми, потому что второстепенные маховые перья – те, что расположены на локтевой кости, ближе к туловищу, – стали приблизительно на 4% длиннее.
Поскольку форма птичьего крыла тесно связана с образом жизни птицы, ее нельзя взять и поменять без последствий. Длинные и вытянутые крылья лучше подходят для быстрого полета по прямой, а короткие и округлые – для быстрых поворотов и взлетов. Именно поэтому у пикирующих сапсанов крылья длинные, а у воздушных акробатов вроде чибисов – короткие. Округлые крылья дают возможность быстро среагировать на опасность. Скорее всего, это и послужило толчком для эволюции привезенных скворцов. За 120 лет численность населения на западе Северной Америки – там, куда в итоге прибыли скворцы, – выросла почти в 50 раз. Скворцы прилетели в небольшие поселения, которые за считаные десятки лет стали мегаполисами. Из-за урбанизации городским птицам пришлось столкнуться с новыми опасностями – кошками и машинами. Вероятно, именно поэтому крылья американских скворцов стали короче: так им было проще избежать кошачьих когтей или колес ревущего автомобиля.
О причинах стремительной эволюции крыльев скворца нам остается лишь гадать. Зато мы точно знаем, что поспособствовало эволюции белолобой ласточки (Petrochelidon pyrrhonota), гнездящейся возле дорог.
Благословенна та птица, которой посвящает свою жизнь биолог. Белолобой ласточке повезло вдвойне: ее взялись изучать сразу двое биологов. С 1982 года Мэри Бомбергер-Браун и Чарльз Браун каждую весну наблюдали за колониями этих птиц в Небраске. В природе ласточкины гнезда из комков грязи располагаются на отвесных скалах и песчаных утесах, но к началу исследований белолобые ласточки уже вовсю колонизировали новые бетонные автомобильные мосты и водопропускные трубы в дорожных насыпях. «Мы построили для них утесы получше», – говорит Бомбергер-Браун. За много лет колонии разрослись до шести тысяч гнезд, каждое из которых прикреплено к искусственному сооружению. Из года в год за этими колониями наблюдала вышеупомянутая пара биологов. В одни и те же дни они ездили по одним и тем же дорогам, ловили в сети ласточек, снимали с них мерку и надевали на лапки крохотные колечки с номерами. Еще они искали на обочинах мертвых ласточек и измеряли их – прежде всего ученых интересовала длина крыльев.
Как обычно и бывает в науке, их упорство, выносливость и полная невосприимчивость к скуке в конце концов оправдали себя. В 2013 году пара опубликовала в журнале Current Biology статью на две страницы, где собрала все данные, накопленные за тридцать лет возни с ласточками. В 1980-х, когда птицы еще только начали гнездиться на искусственных сооружениях у дорог, длина крыльев мертвых и живых особей была примерно равной – около 10,8 сантиметра. Но со временем крылья живых птиц становились все короче, где-то на два миллиметра в десять лет. Сам по себе этот факт незначителен, вот только в случае с ласточками, сбитыми машинами, все обстояло наоборот. К 2010 году крылья найденных на обочине птиц были уже на полсантиметра длиннее, чем у тех, кто беззаботно летал над дорогами. Более того, число мертвых ласточек сократилось почти на 90%, хотя машин на дорогах было не меньше прежнего, а то и больше.
Вывод напрашивался сам собой. Выжить и передать свои гены потомству удавалось только тем ласточкам, чьи крылья были достаточно коротки, чтобы дать им быстро взлететь с дороги и не попасть под машину. Менее проворные особи с длинными крыльями одна за другой отлетали на обочину, откуда уже не взлетали, и их гены не попадали в общий генофонд. С каждым поколением выживающие ласточки уворачивались от машин все проворнее и проворнее, так что количество смертей в скором времени снизилось.
Недавно к животным, эволюционирующим в городской среде, присоединились анолисы – игуанообразные ящерицы, чье эволюционное портфолио и прежде было весьма увесистым. Среди позвоночных животных сложно найти более яркий пример эволюционного разнообразия, чем анолисы Центральной и Южной Америки и островов Карибского региона: в этом плане их обходят лишь две тысячи видов рыб семейства цихловых, что водятся в Великих Африканских озерах. Рассказывая об адаптивной радиации, в первую очередь вспоминают об анолисах: их насчитывается более 400 видов, у каждого из которых своя специализация и среда обитания. Они бывают совсем крохотными, всего несколько сантиметров в длину, и огромными, чуть меньше полуметра. Кожа у них может быть зеленой или бирюзовой, с серым или коричневым узором. Их носы бывают курносыми, как у Anolis chrysolepis, а бывают длинными, как у Anolis proboscis – их даже прозвали «ящерицами Пиноккио». Есть среди анолисов коренастые крепыши, внешне похожие на хамелеонов, – они с легкостью давят раковины улиток и куколки бабочек. Есть и ловкие любители понырять, которые ловят речных раков. А что уж говорить о многочисленных анолисах-древолазах! Те, что живут на стволах деревьев, спрыгивают на землю и гоняются за добычей на своих длинных ногах. У тех, что предпочитают ветви, ноги короткие – ими удобнее цепляться. У обитателей древесных крон увеличены нижние поверхности пальцев – это помогает не упасть со скользких листьев. (Кстати, из всех ящериц только анолисы и гекконы умеют висеть на одном пальце.) Некоторые анолисы живут в траве – благодаря длинным хвостам и продольным полосам на теле такую ящерицу легко спутать с травинкой. Все эти разновидности анолисов эволюционировали на разных островах независимо и неоднократно. «Они сделали это четырежды – на четырех Больших Антильских островах!» – восклицает Джонатан Лосос из Университета Вашингтона в Сент-Луисе, ведущий специалист по эволюции анолисов.
Такое эволюционное разнообразие развивалось на протяжении 50 миллионов лет, однако это вовсе не значит, что анолисы эволюционируют медленно. В 1977 году исследователи под руководством Лососа отловили на небольшом острове Станиэл-Кэй в Багамском архипелаге несколько десятков самцов и самок коричневых анолисов (Anolis sagrei), измерили их и выпустили на четырнадцати соседних островках, где анолисы прежде не водились. Спустя десять лет они вернулись туда и измерили потомство ящериц-колонизаторов. Как выяснилось, те уже успели эволюционировать. По сравнению с исходной популяцией на Станиэл-Кэй ноги этих ящериц стали короче, а пальцы – шире. Особенно это было заметно на островках, густо поросших травой. На Станиэл-Кэй, чтобы сновать по стволам деревьев, ящерицам нужны были длинные ноги и узкие пальцы. В новом же доме их окружали тоненькие и скользкие ветви и стебли травы – чтобы удержаться на них, нужны короткие ноги и липкие пальцы. Исследователи окончательно убедились в этом у себя в лаборатории, где наблюдали, как ящерицы улепетывают от преследования по наклонным дорожкам разной ширины.
Как показал багамский эксперимент, анолисы могут эволюционировать быстро. А насколько быстро? Скорость эволюции принято измерять в дарвинах: один дарвин соответствует изменению значения того или иного признака на 0,1% за тысячу лет. В ходе эксперимента ящерицы эволюционировали со скоростью от 90 до 1200 дарвинов (1,2 килодарвина, если вам так больше нравится). Не рекорд, конечно, но для эволюции очень даже неплохо.
Это значит, что у анолисов были все шансы приспособиться к городской среде. Как выяснила другая исследовательница, Кристин Уинчелл, эти ящерицы ничего не имеют против жизни в городе. Она решила заняться изучением гребенчатых анолисов (Anolis cristatellus) – эти небольшие ящерки водятся в сельской местности и городах на острове Пуэрто-Рико, где обитают в основном на стволах деревьев. Для этого Уинчелл выбрала жилые районы в трех крупнейших городах на острове и леса на окраине этих городов. Она вооружилась шелковым лассо для ловли ящериц (это такая затягивающаяся петля с выдвижным удилищем), поймала на каждом из шести участков по пятьдесят особей, отрезала им кончики хвостов, засунула недоумевающих ящериц в портативный рентгеновский аппарат, отсканировала их ступни, пометила каждую особь порядковым номером на чешуе и высадила туда, откуда взяла. Надо думать, те ящерицы до сих пор рассказывают внукам, как их когда-то похитили инопланетяне.
В 2016 году результаты исследования Уинчелл были опубликованы в журнале Evolution. У всех без исключения городских ящериц ноги оказались длиннее, а на нижней поверхности пальцев насчитывалось больше цепких пластинок. При этом ДНК из кончиков хвостов показала, что анолисам из городов самыми близкими родичами приходились анолисы из близлежащего леса, а не из других городов. Это значит, что во всех трех случаях различия между лесными и городскими ящерицами появились независимо друг от друга. Чтобы убедиться, что разница в длине конечностей и липкости пальцев действительно заложена на генетическом уровне, Уинчелл забрала в свою бостонскую лабораторию сотню городских и лесных анолисов и дождалась, пока они отложат яйца, а потомство вырастет при одинаковых условиях. И действительно: у детенышей городских ящериц ноги были длиннее, а подпальцевых пластинок было больше, чем у детенышей лесных. Так Уинчелл доказала, что эта разница – не просто результат жизни отдельных особей в городской среде: она заложена в ДНК.
Все указывало на то, что городские ящерицы приспособились к городским поверхностям. Чтобы избежать опасности, по стене приходится бежать быстрее и дальше, чем по стволу дерева. Кроме того, покрытые краской бетонные стены и металл очень гладкие – чтобы удержаться на них, нужны более липкие пальчики. За десять лет до эксперимента Уинчелл другие исследователи успели обнаружить, что в городе ящерицы падают чаще и приземляются обычно на более твердую поверхность, чем в лесу. Это приводит к травмам и даже гибели. Как говорится, беды чаще всего случаются дома – эту народную мудрость подтвердит любая городская ящерица.
Вас также могут заинтересовать статьи:
Нелюбовь и голуби: как милые птицы превратились в «крылатых крыс»
Гавайские блюдечки эволюционируют, чтобы спастись от людей
Зачем парнокопытному подгрудок?
Комментарии: