Читаем Волшебная эволюция онлайн бесплатно
Волшебная эволюция
Поведение животных может быть очень странным. В Тихом океане гигантский осьминог замуровывает себя в подводной норе. На Гавайских островах проворные рыбки не просто плывут против течения, а поднимаются по скалам. В Южной Америке летучая мышь — вампир срыгивает часть еды своему оголодавшему товарищу. Почему же эти животные так себя ведут? Взглянув на природу через призму эволюции, мы увидим мир новыми глазами. Узнав больше о поведении животных, мы восхитимся их удивительной адаптацией к жизни: рогатые ящерицы брызгают кровью, чтобы отпугнуть врагов; альбатросы изменяют своим супругам, чтобы получить более жизнеспособных детенышей; сурикаты издают разные звуковые сигналы, чтобы сообщить не только о том, что за хищник приближается, но и о том, в каком направлении он движется; черная цапля накрывается «зонтиком» из крыльев, чтобы разглядеть добычу в воде.
Наука, Образование / БиологияКнига Ханны Нюборг Стёстад — об эволюции животных. Разумеется, это далеко не первая книга на подобную тему. Но теория эволюции интересна тем, что со времен выхода основополагающего труда Чарльза Дарвина она продолжает оставаться актуальной областью научного поиска. Неудивительно, что и научно-популярных книг тоже написано немало.
В тридцатые годы XX века стремительно развивающаяся генетика дала теории Дарвина материальную базу. Мы поняли не только как появляются и исчезают виды животных, но и как именно это может произойти. Хотя бы в общих чертах, — на многие вопросы точного ответа по-прежнему нет. С тех пор эволюционная биология становится все более широкой междисциплинарной областью. Самые разные отрасли биологии вносят свой вклад в это направление. Тут и традиционные описательные дисциплины, такие как орнитология, энтомология и другие разделы зоологии и ботаники, и экология, позволяющая лучше разобраться во взаимодействии организмов с окружающей средой, и этология, изучающая поведение. Современные направления молекулярной биологии, помогающие понять, как гены реализуются в реальном живом организме, внесли колоссальный вклад в построение теории и довольно сильно поменяли картину, но не отменили всех прочих наук.
И книга «Волшебная эволюция» раскрывается перед читателем похожим образом. Здесь нет строгой теории — необходимые для понимания основы можно найти в любом школьном учебнике. Это скорее сборник историй, примеров, показывающих, как происходит эволюция в природе. Здесь не так много однозначных ответов, и если ответ неизвестен, автор Ханна Стёстад в этом честно признается. Думаю, книга учит ставить вопросы. А в науке это, пожалуй, самое главное.
Читателю предстоит разобраться, как в ходе эволюции — нецеленаправленного, в сущности, процесса — могли появиться высокоорганизованные организмы, изощренные формы поведения, сложнейшие сообщества животных одного вида (такие, как муравейник) и теснейшие связи между представителями разных видов (как между раком-отшельником и актинией). Ответ дается на основе конкретных примеров: жизнь тех или иных животных рассматривается с точки зрения эволюции.
В первой части книги автор рассказывает о приспособленности животного к среде обитания. Это означает: выживает самый приспособленный? Как эта приспособленность может выглядеть? Всегда ли это — самый сильный? Почему слепнут подземные рыбы, лемуры прыгают хуже, чем могли бы, а птицы и бабочки не улетают в теплые края навсегда? Ханна Стёстад подбирает интереснейшие (и надо сказать, довольно оригинальные, неизбитые) примеры различных способов адаптироваться к среде и показывает ограничения, стоящие перед любым живым организмом: ресурсы всегда ограниченны, невозможно стать успешным сразу во всех областях. В некоторых случаях приспособиться — значит отказаться от чего-то. Здесь же обсуждается сложнейшая тема связи генов и поведения, для разнообразия — на самых классических объектах: березовой пяденице и дарвиновых вьюрках.
Вторая часть книги посвящена выращиванию потомства и половому отбору — одной из самых ярких тем в эволюционной биологии: брачные турниры и наряды, измены, насилие и забота о потомстве, снова множество интересных примеров и ссылок на актуальные исследования. Причем тема приспособленности опять рассмотрена с самых разных сторон: от особенностей поведения и облика до строения сперматозоидов.
В третьей части автор разбирает вопросы возникновения сложных сообществ и взаимоотношений между неродственными организмами. Откуда берется альтруизм, если каждый заинтересован в том, чтобы в первую очередь передать собственные гены? Как ядовитые животные приобретают яркую, предупреждающую окраску? Можно ли победить в гонке вооружений с помощью обмана? Как устраиваются в жизни паразиты и откуда берется симбиоз?
И последний раздел рассматривает пределы устойчивости этих сложных систем. В какой момент способность животных приспосабливаться дает сбой? К чему это приводит? И как на эту и без того сложнейшую систему взаимосвязей влияют люди? Актуальные темы воздействия человека на природу не оставили автора равнодушной, но раскрываются они также с точки зрения эволюции.
Книга показывает жизнь животных через призму эволюции. Муравьи-листорезы и лемуры, раки-щелкуны и летучие мыши — вампиры и множество других удивительных и знакомых нам животных проходят перед глазами читателя, и их истории сплетаются в единую, сложную и красивую картину эволюции живой природы.
Автор не остается на позиции отстраненного наблюдателя. Нет, все персонажи вызывают живую эмоциональную реакцию: кто-то восхищает, кто-то удивляет, кто-то даже пугает. И такой подход, как ни странно, делает сложные концепции проще и ближе читателю.
Книга написана легким языком, без избытка терминологии. В этом ее достоинство, она будет понятна и интересна широкому кругу читателей: школьникам, студентам, любителям живой природы. Но все-таки базовые представления (что такое эволюция, например) читателю лучше уже иметь. Впрочем, школьного учебника биологии для понимания книги будет достаточно. Простота и легкость изложения не делают книгу поверхностной — она содержит множество ссылок на самые современные исследования в разных областях эволюционной биологии. Даже список использованной литературы может оказаться очень интересным путеводителем по миру современной науки.
Я всегда любила животных, но лишь когда начала изучать биологию, наконец осознала, насколько мало я знаю о
В основном тексте мне удалось упомянуть далеко не всю литературу и не все научные дискуссии по теме, поэтому если вас заинтересовал какой-то вопрос или вы хотите что-то прояснить для себя, к вашим услугам список источников в конце книги. Библиография содержит ссылки на научные статьи, из которых взяты приведенные мной примеры (в порядке их появления по ходу текста). Там же упомянут ряд пособий и даны дополнительные комментарии. Не все они имеют норвежское название, и в некоторых случаях я использовала собственный вариант перевода с английского языка[1]. В списке приведены латинские и английские названия. В Заключении вы найдете список актуальных организаций, занимающихся защитой животных и окружающей среды.
В тропических лесах Колумбии проживает сообщество земледельцев. Основным источником пропитания сообщества служит гриб, произрастающий исключительно в этом регионе, поэтому крестьяне всячески оберегают грибницу, выпалывают сорняки и удобряют почву. Рабочие стройными колоннами отправляются на поиски удобрения, а их королева остается дома. Эти крестьяне, рабочие и королева — не люди. Это муравьи.
У муравьев-листорезов — одно из самых сложно устроенных сообществ на нашей планете, возможно, уступающее лишь человеческому. В отличие от людей, которые начали возделывать землю всего десять тысяч лет назад, у муравьев гораздо более впечатляющий опыт, ведь они выращивают грибы уже на протяжении пятидесяти пяти миллионов лет.
История жизни муравьев-листорезов начинается с роения. С началом роения сотни тысяч муравьев массово покидают свои гнезда, чтобы основать новые колонии. Во время роения одна из самок спаривается с одним из самцов, и в результате она уже больше никогда не будет нуждаться в спаривании. Она готова стать королевой своей новой колонии, королевой без короля.
Когда королева находит идеальное место для гнезда, она в первую очередь вырывает небольшую подземную камеру, где «сажает» частицу грибницы, принесенную из прежнего гнезда. Затем она удаляется в другую темную камеру, чтобы отложить яйца. Вскоре из яиц вылупляются личинки, которые со временем превращаются во взрослых муравьев. Эти муравьи помогают королеве ухаживать за гнездом и грибницей, тогда как она сама занята лишь откладыванием яиц. Все вновь появившиеся муравьи являются сестрами, дочерями королевы. Они ни с кем не спариваются, поэтому никто из них не даст приплода.
Лишенные потомства, сестры находят себя в заботе о колонии. Помимо королевы, в колонии проживает четыре типа муравьев: малые и большие солдаты, которые защищают гнездо от врагов, а также малые и большие рабочие, они возделывают грибницу. Более крупные рабочие трудятся в лесу, где собирают упавшие с деревьев листья. Найдя подходящий лист, муравьи своими мощными челюстями разрезают его на мелкие кусочки, затем взваливают эти кусочки на спину (груз зачастую весит больше, чем сам муравей) и несут их в гнездо. Рабочие следуют по знакомым тропам, и чтобы избежать столкновений на «магистралях», выстраиваются в стройные колонны.
По возвращении в гнездо листья передаются малым рабочим, которые пережевывают их и используют как удобрение для грибницы. Гриб растет подобно голубой плесени на сыре, и как только он становится достаточно большим и зрелым, муравьи снимают урожай и поедают его. Рост гриба напрямую зависит от поставки удобрения муравьями, но и муравьи, в свою очередь, полностью зависимы от гриба, ведь они не способны переваривать сырую растительную пищу. Именно поэтому они так заботятся о грибнице. Они не только подкармливают ее: специально обученные малые рабочие оберегают ее от вредного гриба-паразита, поддерживая чистоту на грядках. Отходы собираются и выносятся на компостную кучу за пределами гнезда.
Спустя год снова наступает пора роения. Из яиц вылупляется новое плодовитое поколение — самки, призванные стать королевами, и самцы, которым в течение их короткой жизни предстоит спариться с самками из других гнезд. По окончании роения самцы погибают, а королевы создают собственные колонии и высаживают в новых гнездах грибы.
Кажется совершенно невероятным, что это сложное сообщество сформировалось в ходе эволюции. Подземные муравьиные гнезда могут достигать восьмидесяти метров в глубину и восьмидесяти метров в диаметре, при этом в самых больших из них проживает свыше восьми миллионов особей различной специализации. Неужели подобная система могла появиться без целенаправленного, интеллектуального планирования?
Эволюция — процесс отнюдь не запланированный, однако существовали веские причины для того, чтобы муравьиное сообщество стало именно таким, каким мы его знаем сегодня. Наблюдения за ныне живущими животными проливают свет на процессы эволюции: изучая некоторые из наиболее интересных видов, мы можем попытаться понять, каким образом сформировались столь сложные сообщества и изумительные модели жизненного уклада.
Эта книга состоит из четырех частей. В первой из них повествуется о борьбе индивидов за выживание и влиянии этой борьбы на формирование специфичного образа жизни. Во второй части рассматривается семейная жизнь животных: отношения с потенциальными партнерами, конкурентами, отпрысками и родителями. В третьей части описывается взаимодействие животных, не связанных родственными узами, — как между сородичами, так и между представителями разных видов. В четвертой, заключительной, части мир рассматривается в еще более укрупненном масштабе: мы поговорим о том, каким образом животные вынуждены приспосабливаться к стремительно меняющейся среде.
Я надеюсь, что не только смогу заразить вас своей увлеченностью волшебным миром фауны, но и помогу вам чуть лучше понять,
На первый взгляд жабовидная ящерица (или рогатая ящерица) скорее похожа на камбалу с ногами, чем на игуану, хотя она относится к подотряду игуанообразных. Благодаря камуфляжной окраске — темные пятна на бежевом фоне — ее плоское тело сливается с песком и сухой каменистой землей Техаса. Снующие рядом лисы обычно не замечают эту ящерицу. А если кто-то ее и заметит, она способна дать отпор.
Жабовидная ящерица оснащена тремя средствами защиты. Во-первых, ее тело сплошь покрыто шипами, а прямо за головой расположены два острых рога, так что жевать такую добычу не слишком удобно. Во-вторых, ящерица способна надуваться подобно иглобрюхой рыбе, которая вмиг превращается в колючий шарик. Однако наибольший интерес представляет третий защитный механизм: жабовидная ящерица умеет стрелять кровью из глаз. Когда ящерица чувствует угрозу (например, если рядом появляется слишком любопытная лиса), отток крови из головы перекрывается, кровяное давление в голове возрастает, капилляры вокруг век лопаются, и из уголков глаз ящерицы брызжет кровь прямо в морду лисице. Пока лиса пытается сообразить, что произошло, ящерицы уже и след простыл. К тому же вкус игуаньей крови лисе противен, и она решает поискать себе на обед что-нибудь получше.
