Эволюционный биолог и специалист по ящерицам Шейн Кэмпбелл-Стейтон из Принстонского университета (США) совершенно не планировал лететь в Мозамбик на поиски беззубых слонов, когда до трех ночи боролся с бессонницей, просматривая на YouTube нудные видосики про рептилий. Но вдруг шальной алгоритм подкинул ему видео о национальном парке Горонгоса, где в ходе гражданской войны 1977–1992 годов была истреблена значительная часть дикой природы, в том числе 90% слонов, чьи бивни солдаты правительственной армии и сил сопротивления продавали ради закупки оружия и боеприпасов. Довольно редкие слонихи, лишенные бивней от природы, выживали чаще и после войны стали вполне обыденным явлением.
Удивительный пример быстрой эволюции путем неестественного отбора? Но почему только самки? Как это обусловлено генетически? Могут ли слонихи отрастить себе бивни обратно, как ящерицы – хвостики? Не превратятся ли они со временем в рептилий? Кто это ушастенький и хоботастенький вылупился из яйца и сверкает раздвоенным язычком? На этой мысли Кэмпбелл-Стейтон окончательно уснул. Однако вопросы остались, и наутро он задал их коллеге, изучающей слонов, и вскоре, слово за слово, оказался в виртуальной компании многочисленных специалистов из Горонгосы, а затем и в самолете в Мозамбик.
Там Кэмпбелл-Стейтон познакомился с Джойс Пул, которая десятки лет исследует африканских слонов и стала для них примерно тем же, кем для шимпанзе является Джейн Гудолл (ее лекция в 1966 году как раз и подвигла 11-летнюю Джойс на то, чтобы стать специалистом по поведению животных). Изучив архивные кадры и современные видеоролики, она прикинула, что доля самок без бивней в популяции выросла с 19% перед войной до 51% после нее. Ученые подтвердили, что это и правда был эволюционный ответ на интенсивную охоту за слоновой костью: отсутствие бивней в пять раз повышало шансы слоних на выживание, а их гены затем передались и дочерям – около трети самок, рожденных после войны, не обладали бивнями.
Секвенировав геномы 18 горонгосских слоних, Кэмпбелл-Стейтон с коллегой Брайаном Арнольдом выявили участочек на X-хромосоме, который заметно отличается у бивнястых и безбивнястых особей. Этот локус содержит ген AMELX, влияющий на производство эмали и рост зубов у млекопитающих. В случае повреждения гена зубы оказываются больными и ломкими, а у слоних, судя по всему, не вырастают бивни. В 2009 году было опубликовано исследование 18-летней девушки, у которой ген AMELX вообще отсутствовал, а соседние с ним гены были частично повреждены, и среди прочих проблем у нее не хватало левого верхнего бокового резца, а правый был недоразвит чуть менее чем полностью. Верхние резцы – это, к слову, те самые зубы, которые у слонов становятся бивнями.
С геном AMELX вплотную соседствуют важные гены, без которых животному не выжить. Мутация, повреждающая AMELX, может затронуть и эти гены, потенциально с летальными последствиями. Однако у самок млекопитающих две X-хромосомы, поэтому риск такого исхода намного ниже по сравнению с самцами, у чьей единственной X-хромосомы нет «сестрички» с нетронутыми генными копиями, которые могли бы обеспечить производство жизненно необходимых белков и подстраховать организм от гибели. Вот почему самцов без бивней никто никогда не видел, по крайней мере в Горонгосе: они попросту не выживают либо и вовсе не рождаются. (В других местах отдельные наблюдения таких слонов все же зафиксированы, но авторы исследования не считают их надежными, несмотря на то что Джойс Пул, одна из них, собственными глазами видела как минимум троих.)
Эволюция обычно идет медленно, но в ряде случаев способна и убыстриться. Так, гавайские сверчки перестали стрекотать менее чем за 20 поколений в ответ на прессинг со стороны подслушивающих их паразитических ежемух. Североамериканские красногорлые анолисы – ящерицы, которых Кэмпбелл-Стейтон изучал в Техасе, – подверглись жесткому естественному отбору в январе 2014 года, когда полярный вихрь принес на континент экстремальные морозы: выжившие ящерицы продемонстрировали повышенную холодоустойчивость, на уровне сородичей из более северных штатов. А коричневые анолисы, в сентябре 2017 года пережившие ураганы на островах Теркс и Кайкос в Атлантическом океане, оказались обладателями более длинных пальцев и передних лапок (это помогает держаться за ветки), а также более коротких бедер (это снижает парусность и препятствует улетанию). Но это все мелкие и быстро размножающиеся животные. Слоны же огромные и репродуктивно долгие, поэтому тот факт, что всего за полтора десятка лет в их мозамбикской популяции произошел столь заметный сдвиг в безбивневость, не может не восхищать.
В других африканских странах наблюдается схожая тенденция. В национальном парке Южная Луангва в Замбии доля слоних без бивней за 20 лет, с 1969 по 1989 год, выросла с 10% до 38%. В национальном парке Руаха в Танзании, где браконьерство также процветало в 1970–80-х, таких слоних 21% (около 35% – среди самок старше 25 лет), при норме 2–4% для нетронутых браконьерами африканских популяций. А в национальном парке Эддо-Элефант в ЮАР еще 15 лет назад почти все самки – 170 из 174 (98%) – не имели бивней (впрочем, авторы тех подсчетов склонны винить не столько браконьеров, сколько дрейф генов в условиях изоляции и малочисленности). Подобные изменения, увы, могут стать причиной усиления браконьерской охоты на самцов, а в перспективе и кризиса слоновьего воспроизводства. Слонихам ничего не останется, как перейти к партеногенезу (девственному размножению без участия самцов), подобно некоторым ящерицам, грезит Кэмпбелл-Стейтон.
Даже если эволюция безбивневости и спасет слонов от браконьеров, утрата столь могучих зубов повлечет за собой ряд экологических изменений. Бивни ведь не только для красоты и поединков. Слоны дерут ими кору, валят деревья, копают почву в поисках полезных минералов и воды – и это поведение влияет на всю саванну, делая ее такой, какая она есть. Поврежденные слонами деревья – излюбленное место для пряток у древесных ящериц. Сломанные ветви и стволы затрудняют менее крупным травоядным доступ к растениям нижнего яруса, и их биомасса и биоразнообразие становятся намного выше под деревьями, над которыми поработали слоновьи бивни. Слоны – настоящие экосистемные инженеры, и если они лишатся бивней, мир вокруг них станет другим. И все из-за того, что каким-то шебутным приматам приглянулись их длинные зубы, как ни абсурдно это звучит.
Текст: Виктор Ковылин. Научная статья: Science (Campbell-Staton et al., 2021)
Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если вам понравилось его читать и вы хотите поделиться информацией с друзьями и подписчиками, можно использовать фрагмент с активной ссылкой на эту статью. С уважением, Батрахоспермум.
Вас также могут заинтересовать статьи:
Гавайские блюдечки эволюционируют, чтобы спастись от людей
Зомби-ген спасает слона от рака
Тысяча дарвинов в городе! О быстрой эволюции городских животных
Комментарии: