Рассказ Галапагосского Вьюрка

Рассказ Галапагосского Вьюрка

Галапагосский архипелаг является вулканическим и имеет возраст не более 5 миллионов лет. Во время столь краткого существования здесь эволюционировало захватывающее количество разновидностей. Наиболее известные из них –14 видов вьюрков, которые широко, хотя, возможно, неправильно, считались основным вдохновением Дарвина (Стивен Гулд обсуждает этот вопрос в «Darwin at sea — and the virtues of port», одном из эссе, собранных в  «Улыбке фламинго».). Галапагосские вьюрки – среди наиболее полно изученных существующих диких животных. Питер и Розмари Грант (Peter and Rosemary Grant) посвятили свои профессиональные жизни слежению за ежегодной судьбой этих маленьких островных птиц. За годы между Чарльзом Дарвином и Питером Грантом (непосредственно имеющим привлекательное внешнее сходство с Дарвином) крупный (но чисто выбритый) орнитолог Дэвид Лэк (David Lac) также нанес им познавательный и продуктивный визит (См. его книгу «Дарвиновы вьюрки», 1947. В 1994 году  работа Грантов стала основой другой превосходной книги, «Клюв вьюрка» Джонатана Вейнера. В 1999 году была переиздана собственная классическая монография Питера Гранта 1986 года «Экология и эволюция вьюрков Дарвина».).

Гранты, их коллеги и студенты ежегодно более четверти века возвращаются на Галапагосские острова, ставя ловушки на вьюрков, отдельно помечая их, измеряя их клювы и крылья, и позже беря образцы крови для анализа ДНК, чтобы установить отцовство и другие родственные отношения. Вероятно, в диких популяциях никогда не было более полного исследования особей и генов. Гранты точно и в мельчайших деталях знают, что случается с качающимися на волнах пробками, которыми являются популяции вьюрков, поскольку их бросает то вперед, то назад в море эволюции давлениями отбора, изменяющимися каждый год.

В 1977 году была серьезная засуха, и кормовые ресурсы резко снизились. Общее количество особей вьюрков всех видов на маленьком острове Дафни Майор упало с 1 300 в январе до менее чем 300 к декабрю. Популяция доминирующего вида, Geospiza fortis, среднего земляного вьюрка, снизилась с 1 200 до 180. Кактусовые вьюрки, G. scandens, сократились с 280 до 110. Количественные данные для других видов подтверждают, что 1977 год был для вьюрков annus horribilis («ужасный год», лат. –прим. Пер). Но команда Гранта не просто считала количество погибших и выживших для каждого из видов. Будучи дарвинистами, они отслеживали в выборке число смертей для каждого вида. Имели ли особи с определенными особенностями большую вероятность пережить катастрофу, чем другие? Изменила ли засуха избирательно относительный состав популяции?

Да, изменила. В популяции G. fortis, выжившие были в среднем более чем на пять процентов крупнее, чем те, которые погибли. И средний клюв после засухи был 11.07 мм длиной, по сравнению с 10.68 мм прежде. Средняя глубина клюва также повысилась с 9.42 мм до 9.96 мм. Эти различия могут показаться ничтожными, но, в пределах скептических соглашений статистической науки, они были слишком последовательными, чтобы произойти случайно. Но почему засушливый год мог одобрить такие изменения? У команды уже были свидетельства, что большие птицы с большими клювами более расторопны, чем средние птицы, при контакте с большими, жесткими, остроконечными семенами, такими как семена сорняка якорца (Tribulus), которые были едва ли не единственными семенами, добываемыми во время сильнейшей засухи. Другой вид, большой земляной вьюрок G. magnirostris, является профессионалом, когда дело доходит до разделывания семян якорца. Но дарвинистское выживание самого приспособленного всецело посвящено относительному выживанию особей в пределах вида, а не относительному выживанию одного вида по сравнению с другим. И в популяции средних земляных вьюрков наибольшие особи с наибольшими клювами выживали лучше. Среднестатистические особи G. fortis стали чуть больше похожи на G. magnirostris. Команда Гранта в течение одного года наблюдала маленький эпизод естественного отбора в действии.

После того, как засуха закончилась, они засвидетельствовали другой эпизод, который подтолкнул популяции вьюрков в том же эволюционном направлении, но по другой причине. Как у многих видов птиц, у G. fortis самцы больше, чем самки, и имеют большие клювы, которые, по-видимому, помогают им лучше пережить засуху. До засухи было приблизительно 600 самцов и 600 самок. Из 180 выживших особей 150 были самцами. Дожди, когда они, наконец, вернулись в январе 1978 года, быстро создали условия, идеальные для размножения. Но теперь было пять самцов на каждую самку. Понятно, что была жесткая конкуренция среди самцов за немногочисленных самок. И самцы, которые выиграли в этой половой конкуренции, новые победители среди лучших из лучших выживших самцов, снова в основном были наибольшими самцами с наибольшими клювами. Снова естественный отбор заставил популяцию развить больший размер тела и большие клювы, но по другой причине. Относительно того, почему самки предпочитают более крупных самцов, «Рассказ Тюленя» подготовил нас к значимости того факта, что самцы Geospiza – более конкурирующий пол – крупнее самок.

Если большой размер – такое преимущество, почему птицы вообще не очень большие? Поскольку в другие годы, когда засухи нет, естественный отбор одобряет меньших особей с меньшими клювами. Гранты действительно засвидетельствовали это после 1982-83 года, когда, случилось наводнение Эль-Ниньо. После наводнения изменился баланс семян. Большие, жесткие семена растений, таких как Tribulus, стали редкими по сравнению с меньшими, более мягкими семенами таких растений, как какабус (Cacabus). Теперь меньшие вьюрки с меньшими клювами взяли свое. Нельзя сказать, что большие птицы не могли съесть маленькие, мягкие семена. Но они нуждались в большем их количестве, чтобы поддерживать свои большие тела. Таким образом, у меньших птиц теперь было небольшое конкурентное преимущество. И в популяции средних земляных вьюрков все повторилось с точностью до наоборот. Эволюционная тенденция засушливых лет была полностью изменена.

Не правда ли, различия в размере клюва между успешными и неудачливыми птицами в засушливом году кажутся ужасно маленькими? Джонатан Вейнер (Jonathan Weiner) рассказал показательную короткую историю об этом, цитируя Питера Гранта:

Однажды, как раз когда я начинал лекцию, в аудитории меня прервал биолог: «Какое различие Вы утверждаете, что находите,– спросил он меня, – между клювом выжившего вьюрка и клювом умершего?»

«В среднем половина миллиметра»,– сказал я ему.

«Я не верю этому!» – сказал мужчина. «Я не думаю, что половина миллиметра действительно имеет такое значение».

«Однако это – факт», – сказал я. «Отслеживайте мою информацию и затем задавайте вопросы». И он не задал никаких вопросов.

Питер Грант вычислил, что потребуется всего лишь 23 случая засухи на Дафни Майор вроде той, что была в 1977 году, чтобы превратить Geospiza fortis в G. magnirostris. Это, конечно, уже не был бы в настоящем смысле magnirostris. Но это – наглядный способ представить себе происхождение видов и то, как быстро оно может произойти. Дарвин знал, столкнувшись с ними и будучи не в состоянии маркировать их должным образом, какими сильными помощниками «его» вьюрки, в конечном счете, окажутся (Гавайи – еще более отдаленный вулканический архипелаг и столь же молодой, как Галапагосский. Гавайская птица Робинзона Крузо была тангрой-медососом, чьи потомки быстро эволюционировали, «делая Галапагос» – даже развили «дятла»! Точно так же приблизительно 400 первоначальных видов насекомых иммигрантов породили все 10 000 эндемичных гавайских видов, включая уникальную плотоядную гусеницу и полуморского сверчка. Кроме летучей мыши и тюленя, нет никаких местных гавайских млекопитающих. Увы, цитируя красивую книгу Э. О. Уилсона «Многообразие жизни»: «Большинство тангр-медососов теперь исчезло. Они отступили и вымерли под давлением чрезмерной охоты, сведения леса, крыс, плотоядных муравьев, малярии и водянки, приносимых экзотическими птицами, завезенными, чтобы «обогатить» гавайский пейзаж».).