Ознакомительная версия. Доступно 19 страниц из 92
Однако этот урок еще более поучителен, чем кажется. Страусиные крылья – это рудимент, т. е. черта, присущая биологическому виду, которая у предков данного вида была адаптивной, но со временем или утратила свой смысл и функцию полностью, или, как у страуса, оказалась приспособлена к новым функциям. Как и все нелетающие птицы, страусы произошли от летающих предков. Этому есть доказательства и в палеонтологической летописи, и в свидетельствах происхождения, которые присутствуют в ДНК нелетающих птиц. Но хотя крылья у страуса все еще сохраняются, однако они уже не помогают птице взлетать, чтобы добывать пищу или спасаться от хищников и докучливых аспирантов. Тем не менее крылья у страуса не совсем бесполезны: у них развились новые функции. Они помогают птице сохранять равновесие, находить брачного партнера и угрожать врагам.
Африканский страус – не единственная нелетающая птица. Помимо подкласса бескилевых, крупных нелетающих птиц, к которым относятся и южноафриканский нанду, австралийский эму и новозеландский киви, десятки других видов птиц независимо утратили способность летать. Среди них нелетающие пастушковые, поганковые, утки и, конечно, пингвины. Возможно, самый причудливый пример являет собой новозеландский какапо – крупный нелетающий попугай, который обитает в основном на земле, но умеет карабкаться по деревьям и мягко «парашютировать» в подлесок. Какапо находится на грани вымирания: сейчас в дикой природе существует меньше ста особей. Поскольку какапо не умеют летать, они становятся легкой добычей для интродуцированных[26] хищников, например кошек или крыс.
У всех нелетающих птиц есть крылья. У некоторых, скажем у киви, крылья настолько малы – лишь сантиметров десять длиной и спрятаны под оперением, – что, похоже, они совсем нефункциональны и представляют собой просто рудименты. У других птиц, как мы видели на примере страуса, крылья приобрели новые функции. У пингвинов крылья преобразовались в ласты, что позволяет птицам плавать под водой с поразительной скоростью. Тем не менее у всех этих птиц строение скелета крыльев такое же, как и у летающих птиц. Объясняется это тем, что крылья нелетающих птиц не были плодом намеренного творения (зачем бы божественному творцу использовать одну и ту же конструкцию и у летающих, и у нелетающих птиц, в том числе у водоплавающих пингвинов?), а результатом происхождения нелетающих птиц от летающих предков.
Когда речь заходит о рудиментарных чертах как доказательстве эволюции, противники эволюции всегда приводят один и тот же аргумент. «Эти черты не бесполезны, – утверждают они. – Они или для чего-то нужны, или мы еще не установили, в чем их функция». Иными словами, противники эволюции заявляют, что тот или иной орган не может быть рудиментарным, если у него все еще сохраняется какая-то функция или эту функцию еще предстоит установить.
Однако это возражение неточно. Эволюционная теория не утверждает, что рудименты лишены функций. Тот или иной орган может быть одновременно и рудиментарным, и в то же время функционировать. Он рудиментарен не потому, что нефункционален, но потому, что перестал выполнять функцию, для которой развился в процессе эволюции. Крылья страуса функциональны, но это не означает, что они ничего не сообщают нам об эволюционном процессе. Не странно ли было бы, если бы божественный создатель помог страусу удерживать равновесие, снабдив того придатками, которые почему-то похожи на редуцированные крылья и сконструированы точно так же, как крылья, используемые для полета?
В самом деле, мы ожидаем, что предковые органы приобретут новые функции; именно это и происходит, когда эволюция создает новые органы из старых. Сам Дарвин заметил, что «орган, сделавшийся вследствие перемен в образе жизни бесполезным или вредным для одной цели, может быть модифицирован и использован для другого назначения». Но, даже если удалось установить, что та или иная черта рудиментарна, на этом вопросы не кончаются. У каких предков данного вида она была функциональной? Для чего она служила? Почему утратила свою функцию? Почему она сохранилась, а не исчезла полностью? И какие новые функции у нее возникли, если они есть?
Давайте снова возьмем для примера крылья. Очевидно, что наличие крыльев дает немалые преимущества, которыми обладали летающие предки нелетающих птиц. Но почему некоторые виды утратили способность летать? Мы не вполне уверены, но кое-какие убедительные ключи к разгадке имеются. Большинство птиц, которые со временем стали нелетающими, обитали на островах: например, вымерший додо на острове Маврикий, гавайский пастушок, какапо и киви в Новой Зеландии и многие нелетающие птицы, нареченные по названиям островов, где они водятся (самоанская камышница, камышница острова Гоф, оклендский чирок и т. п.). Как мы увидим в следующей главе, одна из характерных черт далеких островов – это отсутствие млекопитающих и рептилий, т. е. видов, которые охотятся на птиц. Но как же представители бескилевых, обитающие на континентах, например страусы? Все они появились в Южном полушарии, где гораздо меньше хищных млекопитающих, чем в Северном.
Суть в том, что полет требует от организма крупных метаболических затрат, расхода энергии, которую при других условиях можно было бы потратить на продолжение рода. Если птица летает, в основном чтобы спастись от хищников, но хищников на островах зачастую просто не водится, или если пищу легко добыть и на земле, что тоже характерно для островов (там обычно растет мало деревьев), то зачем птице полноценные функционирующие крылья? В такой ситуации птицы – обладатели редуцированных крыльев получают репродуктивное преимущество, а естественный отбор поощряет неспособность летать. Кроме того, крылья представляют собой крупные придатки, которые легко поранить. Если необходимость в крыльях отпадает, то избежать травм можно, избавившись от крыльев. В обеих ситуациях естественный отбор будет напрямую поощрять те мутации, которые ведут к постепенному уменьшению крыльев и в итоге влекут за собой неспособность летать.
Так почему же крылья не исчезли полностью? В некоторых случаях они почти исчезли: у киви крылья представляют собой бесполезные выросты. Но в случаях, когда крылья приобрели новые функции, как, например, у страуса, естественный отбор сохраняет их, хотя и в форме, которая не позволяет птице летать. У других видов крылья, возможно, находятся в процессе полного исчезновения, а мы застали середину этого процесса.
Часто встречаются и рудиментарные глаза. Многие животные, в том числе роющие и пещерные, живут в полной темноте, однако, выстроив эволюционное древо, мы обнаружили, что эти животные произошли от видов, которые жили на поверхности земли и были снабжены функционирующими глазами. Подобно крыльям, глаза, когда они не нужны, превращаются в лишнюю нагрузку. Чтобы их вырастить, требуется энергия, и их легко повредить. Поэтому в случае, когда животное обитает в полной темноте и видеть в ней невозможно, любые мутации, которые способствуют утрате глаз, будут преимуществом. Возможен и другой вариант объяснения: в случае, если они не помогали, но и не мешали животному, мутации, которые ухудшали зрение, могли просто накопиться со временем.
Ознакомительная версия. Доступно 19 страниц из 92
