Пристосувальне забарвлення та природний відбір

Быть может, одно из важнейших доказательств тео­рии естественного отбора — существование приспособительных, по­кровительственных окрасок и форм у животных и растений. Как уже упоминалось раньше, ламаркизм полностью бессилен истолко­вать, например, белую, окраску белого медведя и зайца-беляка, от­пугивающие птиц окраски многих насекомых, подражание безвредных животных хорошо защищенным и многое другое. Выход, од­нако, был найден: если факты нельзя истолковать, их надлежит отрицать. Известным этолог Н. Тинберген так писал о подобных ниспровергателях: «Нельзя без удивления читать некоторые из этих псевдокритических писании, и особенно содержащиеся в них язви­тельные насмешки по адресу «кабинетной позиции тех, кто верит в покровительственную окраску. Удивление испытываешь потому, что именно эта критика исходила из кабинетов, а те, кто верил — были естествоиспытателями».

Образцом «псевдокритического писания» является, в частности, книга Ф. Гейкертингера, в которой сконцентрированы все доводы антидарвинистов. Почтенный австрийский энтомолог одним махом «закрывает» такие явления в природе, как криптизм (имитация фона места обитания), мимезия и мимикрия. Одновременно до­стается и предупреждающей окраске, а так как он не заинтере­сован в объективном изложении фактов, победа остается на его стороне.

Блестящий пример торжества дарвиновского объяснения криптизма —зучение так называемого «индустриального меланизма», на котором стоит остановиться подробнее.

Обычная бабочка — березовая пяденица на Британских остро­вах была представлена белой формой с темными пятнышками на крыльях и теле. Особи этой формы практически неразличимы на стволах берез, покрытых лишайниками. Но уже с 1850 г. известны формы темные, почти черные (признак контролируется одним до­минантным геном. Гомозиготы АА встречались редко). Однако чис­ленность их с 1850 г. все время возрастала, и теперь в Англии есть районы, где 95% популяции представлено черными особями. Это индустриальные районы, особенно окрестности предприятий тяже­лой промышленности, где стволы берез покрыты копотью, а ли­шайники погибли от каменноугольного дыма. Светлая форма со­хранилась только в сельских районах Англии, Шотландии и Ирлан­дии. Индустриальный меланизм был открыт впоследствии у многих видов насекомых. Любопытно, что там, где копоти и грязи стано­вится меньше, он исчезает: в окрестностях Бирмингема численность темной формы двухточечной божьей коровки за 10 лет понизилась вдвое (как и загрязненность воздуха).

С точки зрения естественного отбора индустриальный меланизм объясняется очень просто. Исследования Кетлуэлла и Тинбергена показали, что в чистом лесу птицами (мухоловками, овсянками, по­ползнями, горихвостками) уничтожаются в первую очередь темные формы, а в загрязненном — светлые. Хотя непредубежденные иссле­дователи привели уже многие десятки примеров, доказывающих приспособительность криптических окрасок, случай с березовой пя­деницей, наверное, самый убедительный. Человек здесь сам стал свидетелем эволюции и, в некотором смысле, ее виновником.

Очень убедительны опыты А. Д. Блеста, показавшие значение демонстративной окраски. Блест выяснил, что глазчатые пятна на крыльях многих бабочек отпугивают птиц. Наиболее эффективны пятна, точно имитирующие глаз крупного позвоночного.

Высшая ступень приспособительной окраски — мимикрия, когда организм «подражает», причем не только в окраске, но нередко и в форме, и в поведении организму другого вида, хорошо защи­щенному. Обычный пример — пчелы, осы и шмели, защищенные ядовитым жалом и неприятным вкусом внутренностей, с преду­преждающей черно-желтой полосатой окраской — и подражающие им в окраске и форме тела безобидные мухи. Антидарвинисты рас­правляются с мимикрией очень просто; приводится длинный спи­сок птиц, поедающих жалоносных перепончатокрылых и делается вывод — окраска не приспособительна, ибо не защищает ни имита­тора (муху), ни модель (осу). Хорошо, что подобная логика не так уж распространена, а то пришлось бы, следуя ей, отменить в армии защитную форму, потому что она не гарантирует солдату бессмертие.

Дело в том, что никакое приспособление не абсолютно, но если оно обеспечит обладателю хотя бы один лишний шанс в борьбе за существование, оно немедленно будет подхвачено естественным отбором. Защитная форма может спасти солдата от прицельного огня, но бессильна спасти о.тогня по площадям. Так же и в при­роде. Черно-желтая «тельняшка» осы, не предостерегает орла-осоеда и золотистую щурку, но отпугивает других птиц. Яркая предупреж­дающая окраска бабочек-пестрянок, содержащих в гемолимфе силь­нейший яд — синильную кислоту, бессильна против личинок наезд­ников и паразитических мух. Великолепно замаскированные под сухие сучки гусеницы пядениц незаметны для птиц, но служат объ­ектом охоты для роющих ос.

В последнее время стали известны факты о «запаховой» и «зву­ковой» мимикрии. Цветы многих растений — стаппелии, многих аройниковых и других пахнут падалью. На этот запах собирается мно­го мух; вышедшие из отложенных в цветы яиц личинки погибнут без пищи, но цветы будут опылены их обманутыми родителями. Другие цветы пахнут ванилью — и не случайно. Ванилин и род­ственные ему вещества — половые аттрактанты многих насекомых, привлекающие самцов к самкам и наоборот. Как вы помните, у орхидей рода Офрис к запаховой мимикрии прибавляется и зри­тельная.

Известны и достоверные примеры звуковой мимикрии. Амери­канские исследователи Брауэры слегка подрезали у мух-пчеловидок крылья, так что жужжание в полете изменяло тон. Жабы, прежде остерегавшиеся их, охотно начинали хватать мух, оперированных подобным образом.

Противники теории естественного отбора усердно подчеркивали все несовершенство приспособительных окрасок и форм. Возможно ли, спрашивали они, чтобы полосатые злаковые мушки; размером от одного до трех миллиметров, успешно имитировали ос, или же жуки — нахлебникимуравейников — своих хозяев? Упрекая дарви­нистов в антропоморфизме, они незаметно впали в него сами. Ми­микрия жуков-мирмекофилов в основном запаховая, потому что му­равьи «узнают» друг друга по запаху. Смойте с муравья запах, присущий только членам этого муравейника, и братья (а точнее сестры, ведь рабочие муравьи — самки) загрызут его, сочтя чужа­ком. Пропитайте этим запахом другое насекомое — и оно спокойно начнет жить в муравейнике, даже поедая личинок хозяев, как это делают гусеницы бабочек-голубянок. Оказывается, животные часто опознают другие объекты не по всем деталям структуры, а лишь по каким-либо четким опознавательным признакам — сигнатурам.

Принцип сигнатуры, как назвал его известный биокибернетик Г. Кастлер, широко распространен на всех уровнях живой приро­ды — от молекулярного до организменного. Например, при синтезе белка соответствующие транспортные РНК опознаются по сигна­турным участкам — антикодонам, хотя бы эти РНК присоединялись не к тем аминокислотам, которые они обычно переносят. Антитела (белки-глобулины) могут «не узнать» белка хозяина, что приво­дит к аутоаллергии. Самцы бабочки грушевой сатурнии облепляют пропитанную запахом самки тряпку, не обращая внимания на саму самку, накрытую стеклянным колпаком. Самцы маленькой рыбки-колюшки, охраняя свой участок, бросаются на любой красный пред­мет — поэтому в аквариуме они могут «нападать» на пожарный автомобиль за окном. Если сигнатуры модели и имитатора совпа­дают, по всем другим признакам они могут быть не только несхо­жими, но и противоположными. Не исключена возможность, что мимикрия шире распространена в природе, чем это кажется чело­веческому глазу. Не следует дивиться «глупости» природы. Прин­цип сигнатуры порой доводится до абсурда и в человеческом об­ществе — вспомним тех бюрократов, которые за бумажкой не видят человека.

Итак, имитатору вполне достаточно походить на модель по тому признаку, по которому модельный объект имеет преимущество в отборе. Например, семена многих сорняков весьма точно мими­крируют семена культурных растений не по внешнему виду, а по аэродинамическим свойствам. Отбор здесь производят веялки, сор­тирующие семена воздушной струей. А что бы вы сказали о ми­микрии, где имитатор — вирус, бактерия или паразитический червь, а модель — человек? Это так называемая молекулярная мимикрия, при которой внешние структурные белки и полисахариды паразитов становятся настолько похожими на белки хозяина, что не вызывают возникновения антител, перестают быть антигенами. Единственно возможная причина возникновения мимикрии — жесточайший отбор паразитов в теле хозяина, осуществляемый защитными белками — иммуноглобулинами. Все другие попытки объяснения выглядели бы убого.

Мы можем заключить, что теория естественного отбора блестя­ще справляется с объяснением всех перечисленных нами замеча­тельных фактов так же легко, как и сто лет назад, когда Бэйтс и Уоллес обнаружили сходство в окраске между неродственными ви­дами бабочек Южной Америки и Юго-Восточной Азии.

• ← Модифікації та морфози
• Прогресс у органічному світі →