Магия реальности. Откуда мы знаем что является правдой - Ричард Докинз

Острова и изоляция: сила разделения

Итак, ДНК видов, как слова в языках, разошлись после разделения. Почему это могло бы произойти? Что могло начать разделение? Очевидный вариант — море. Популяции отдельных островов не встречаются друг с другом — во всяком случае, не часто, и их наборы генов имеют возможность отдалиться друг от друга. Это придаёт островам чрезвычайно важную роль в происхождении новых видов. Но мы можем подумать об острове гораздо шире, чем просто о куске земли, окружённом водой. Для лягушки, оазис — «остров», где она может жить, окружённый пустыней, в которой она жить не может. Для рыбы «остров» — озеро. Суть островов, и для видов, и для языков, в том, что популяции островов отрезаны от контактов с другими популяциями (предотвращая поток генов в случае видов, так же как они предотвращают предотвращают дрейф языков) и поэтому свободны начать эволюционировать в своём собственном направлении.

Следующий важный момент в том, что популяция острова не должна быть полностью изолирована навсегда: гены могут иногда пересекать окружающий их барьер, будь то вода или необитаемая земля.

4 октября 1995 года спутанные бревна и выкорчеванные деревья были выброшены на пляж на Карибском острове Ангилья. На них было 15 зелёных игуан, выживших после, должно быть, опасного путешествия с другого острова, вероятно, Гваделупы, находящегося на расстоянии 160 миль. Два урагана, названных «Луи» и «Мэрилин», промчались через Карибское море в течение предыдущего месяца, выкорчёвывая деревья и бросая их в море. Похоже, что один из этих ураганов, должно быть, снёс деревья, на которые взобрались игуаны (они любят сидеть на деревьях, как я наблюдал наблюдал в Панаме), и унёс их в море. В конце концов, достигнув Ангильи, они слезли со своих нетрадиционных транспортных средств на пляж и начали новую жизнь, питаясь и воспроизводя, и передавая свою ДНК на совершенно новом острове, ставшем им домом.

Мы знаем об этом, потому что игуаны были замечены прибывшими в Ангилью местными рыбаками. Несколькими столетиями ранее, хотя никто этого не видел, что‑то подобное почти наверняка впервые занесло предков игуан на остров Гваделупа. И приблизительно такая же история почти наверняка объясняет присутствие игуан на Галапагосских островах, куда мы и направимся на следующем этапе нашего рассказа.

Галапагосские острова исторически важны, потому что они, вероятно, заронили в Чарльза Дарвина первые мысли об эволюции, когда в качестве члена экспедиции он посетил их в 1835 году на английском военно — морском корабле «Бигль». Они представляют собой цепочку вулканических островов в Тихом океане в районе экватора, примерно в 600 милях к западу от Южной Америки. Все они молоды (всего несколько миллионов лет) и образованы вулканами, поднимающимися со дна моря. Это означает, что все виды животных и растений на островах, должно быть, прибыли из других мест — по — видимому, с материка Южной Америки — и совсем недавно по эволюционным меркам. Как только вид прибыл, он может делать короткие переходы с острова на остров, достаточно часто, чтобы достичь всех островов (возможно, один или два раза в столетие или около того), но достаточно редко, чтобы они могли эволюционировать отдельно — «расходиться», как мы уже говорили в этой главе — в течение промежутков между редкими переходами. Никто не знает, когда первые игуаны прибыли на Галапагосы. Они, вероятно, приплыли с материка так же, как те, которые прибыли в Ангилью в 1995 году. В настоящее время самый близкий остров от материка — Сан — Кристобаль (Дарвин знал его под английским именем Чатема), но миллионы лет назад также были другие острова, которые теперь опустились ниже уровня моря. Игуаны, возможно, прибыли сначала на один из ныне затонувших островов, а затем перебрались на другие острова, включая те, которые сегодня все ещё над водой.

Оказавшись там, они имели возможность процветать на новом месте, как и те, что прибыли в Ангилью в 1995 году. Первые игуаны на Галапагосах эволюционировали, став другими, чем их родственники на материке, частично благодаря простому 'дрейфу' (как языки), а частично потому, что естественный отбор благоприятствовал новым навыкам выживания: относительно бесплодный вулканический остров представляет собой место, очень отличающееся от южноамериканского материка.

Расстояния между различными островами гораздо меньше, чем расстояние от любого из них до материка. Так что случайные морские «рейсы» между островами были довольно частыми: возможно, раз в столетие, а не один раз за тысячелетие. И игуаны со временем начали появляться на большинстве островов, или на всех. Прыжки с острова на остров должны были быть достаточно редкими, чтобы позволить некоторое эволюционное расхождение на этих различных островах между «загрязнениями» генов благодаря более поздним прыжкам: достаточно редкими, чтобы позволить им эволюционировать так, чтобы когда они в конечном счёте встретятся снова, они больше не могли бы вместе размножаться. В результате, в настоящее время на Галапагосах существует три различных вида сухопутных игуан, которые уже не в состоянии скрещиваться между собой. Conolophus pallidus (эндемический вид семейства игуановых — бледный конолоф, прим. пер.) встречается только на острове Санта — Фе. Conolophus subcristatus живёт на нескольких островах, включая Фернандина, Исабела и Санта — Крус (каждая популяция острова, возможно, на пути к превращению в отдельный вид). Conolophus marthae ограничен самым северным в цепи из пяти вулканов на большом острове Исабела.

Кстати, в этой связи возникает ещё один интересный момент. Помните, я говорил, что озеро или оазис может считаться островом, хотя и не состоит из суши, окружённой водой? Ну вот, то же самое происходит и со всеми 5 вулканами на Изабелле. Каждый вулкан в цепи окружён зоной богатой растительности (зеленой на рисунке), которая является своего рода оазисом, отделённым от следующего вулкана пустыней. На большинстве Галапагосских островов по одному большому вулкану, тогда как на Изабелле 5. Если уровень океана повысится (возможно, из‑за глобального потепления) Исабела может стать пятью островами, разделёнными океаном. Фактически вы можете представить каждый вулкан как своего рода остров в острове. Именно таким он мог бы казаться животному вроде сухопутной игуаны (или гигантской черепахи), которая должна питаться растительностью, найденной только на склонах вокруг вулканов.

Любой вид изоляции географическим барьером, который иногда можно пересечь, но не слишком часто, приводит к эволюционному ветвлению. (На самом деле, это не обязательно географический барьер. Есть и другие возможности, особенно у насекомых, но для простоты я не буду вдаваться в подробности). Как только разделение популяции отнесло представителей вида достаточно далеко друг от друга, чтобы они больше не могли спариваться, в географическом барьере больше нет необходимости. Оба вида могут пойти своими отдельными эволюционными путями, не «загрязняя» ДНК друг друга никогда. В основном разделения подобного рода были первоначально ответственны за все новые виды, которые когда‑либо возникали на этой планете: даже, как мы увидим, за изначальное отделение предков, скажем, улитки от предков всех позвоночных, включая нас.

В какой‑то момент в истории игуан на Галапагосах произошло ветвление, которое должно было привести к весьма своеобразным новым видам. На одном из островов местная популяция сухопутной игуаны полностью изменила свой образ жизни. Вместо поедания наземных растений на склонах вулканов, они вышли к берегу и перешли на питание водорослями. Затем естественный отбор благоприятствовал тем особям, которые стали искусными пловцами, и сейчас их потомки обычно ныряют, чтобы пастись среди морских водорослей. Их называют морскими игуанами и, в отличие от сухопутных игуан, они не обитают нигде кроме Галапагосских островов. У них много странных особенностей, которые наделяют их всем необходимым необходимым для жизни в море, и это делает их действительно сильно непохожими на сухопутных игуан Галапагосских островов и всего мира. Конечно, они эволюционировали от сухопутных игуан, но они не являются особенно близкими родственниками современных сухопутных игуан Галапагосов, поэтому вполне возможно, что они эволюционировали от более раннего, ныне исчезнувшего рода, который колонизировал острова с материка задолго до нынешнего Conolophus. Существуют разные расы морских игуан, но не разные виды, на разных островах. Вероятно, в один прекрасный день будет установлено, что эти различные островные расы разошлись достаточно далеко, чтобы называться различными видами рода морских игуан.

Похожая история с гигантскими черепахами, килехвостыми игуанами, странными нелетающими бакланами, пересмешниками, вьюрками и многими другими животными и растениями Галапагосских островов. И то же самое происходит по всему миру. Галапагосы — просто наиболее яркий пример. Острова (в том числе озера, оазисы и горы) производят новые виды. И река может сделать то же самое. Если животным трудно пересечь реку, гены в популяциях по обе стороны реки могут отдаляться друг от друга так же, как один язык дрейфует, чтобы стать двумя диалектами, которые впоследствии могут стать двумя языками. Горные хребты могут сыграть подобную роль в разделении. Такую же роль могут сыграть просто расстояния на равнинах. Мыши в Испании могут быть связаны цепью скрещивающихся мышей через весь азиатский континент с Китаем. Но для гена путешествие через него из мыши в мышь занимает так много времени, что они вполне могли бы быть на отдельных островах. И эволюция мышей в Испании и Китае может пойти в различных направлениях.