Возникновению теории эволюции мы во многом обязаны формам клюва галапагосских вьюрков, озадачивших Дарвина более полутора веков назад. Тем не менее, принципы положительного и отрицательного естественного отбора гораздо чётче прослеживаются на примере пар хищник — жертва. Даже немного странно, что за миллионы лет противостояния ни у одного из видов «добычи» не появились глаза на затылке, давшие бы неоспоримое преимущество перед остальными. Зато природа смогла максимально проявить свою фантазию в создании разнообразных средств защиты и маскировки.
Упитанные североамериканские мотыльки настолько беззащитны, что за ними охотятся как птицы, так и летучие мыши. Ситуация осложняется тем, что эти группы хищников не только предпочитают разное время суток, но и используют совершенно разные органы чувств.
Тигровые мотыльки научились обманывать и тех, и других.
форма естественного отбора, действие которой очищает генофонд вида от наследственной информации особей, несущих признаки, снижающие жизнеспособность живого существа.
Например, появись в популяции зайцы, которые зимой меняют окраску шерсти на хорошо заметную на снегу красную, их бы очень быстро переловили волки. Такие звери не успеют оставить потомства, и красный цвет зимней шкуры подвергнется отрицательному естественному отбору.
Мари Нидам и Джон Рэтклифф, проанализировавшие в опубликованной в Nature работе поведение и способности 26 канадских видов мотыльков, обнаружили группы, находящиеся, в некотором смысле, на разных ступенях эволюции. Среди инструментов, разделенных между видами: ультразвуковые волны высокочастотного диапазона, различаемого летучими мышами, агрессивная окраска, отпугивающая птиц, и, наоборот, скромная палитра, позволяющая спрятаться даже ярким солнечным днем.
Каждый из видов выбрал свою стратегическую схему: от кого прятаться и кого отпугивать.
В большинстве случаев если мотылек был ярко окрашен, что имитировало угрозу для птиц, он предпочитал «молчать» в ультразвуковом диапазоне. Если же его окраска была низкоконтрастной, то сонограмма, регистрируемая учеными, оказывалась весьма впечатляющей, покрывая частоты от 50 до 100 кГц, хорошо различимые летучими мышами.
Апосематизм – предостерегающие окраски и формы животных.Классический пример – яркая, запоминающаяся окраска (обычно: сочетание красного или желтого с черным) у жуков с ядовитой гемолимфой –в божьих коровок (Coccinellidae), краснокрылов (Lycidae), нарывников (Meloidae: Mylabrinae) и других. Сюда же можно отнести выпячивание при опасности красных пузырей по бокам тела у малашек (Melyridae: Malachius).
Синапосематизм – ложная, или мюллеровская мимикрия. Дальнейшее развитие принципа апосематизма – согласованная, сходная окраска и похожая форма тела у нескольких защищенных видов. Такое конвергентное сходство во много раз усиливает эффект обучения врагов и выгодно всем членам «кольца ложной мимикрии».
Четкой границы между апосематизмом и синапосематизмом нет, поэтому примеры – из тех же семейств (Coccinellidae, Lycidae, Meloidae и другие).
Восстановив родственные связи этих 26 видов с помощью генетического анализа митохондриальной ДНК, ученые обнаружили, что в каждой группе, состоящей из 3–5 видов, акцент сделан на того или иного хищника. А «между ними» – в некотором смысле, на более низкой ступени эволюции и специализации – располагаются мотыльки, умеющие и то, и другое. При этом есть как виды, отпугивающие птиц окраской, а летучих мышей – ультразвуком, так и мотыльки, прячущиеся от обоих хищников.
Способность насекомых генерировать высокочастотные сигналы стала отдельным объектом для пристального изучения.
Некоторые змеи выработали феноменальную устойчивость к тетродотоксину, яду, выделяемому кожными железами некоторых тритонов и рыбы фугу, столь популярной в восточных ресторанах. Чарльз Ханифин из Стэнфордской станции по изучению морских животных занимался исследованием эволюционной гонки «вооружений», на уровне ядов тритонов и противоядий змей.
Посылом к работе стало не качество, а количество яда в коже тритона, достаточное, чтобы убить больше десятка взрослых людей. В чистом виде он даже превосходит яд южноафриканских лягушек. В природе у тритонов остался один враг – змеи, устойчивые к яду. В ходе эволюции они постоянно совершенствовались – одни улучшали свой яд, а другие – противоядие.
Ханифин проанализировал выделения 383 тритонов из 28 разных ареалов обитания в Северной Америке. Во всех этих регионах змеи обладают разной устойчивостью, а тритоны – разным количеством выделяемого яда. Как показало исследование, даже самый ядовитый тритон не в состоянии поразить средней устойчивости змею, перестав быть фактором естественного отбора. Правла на популяции тритонов это пока серьезно не сказалось. Способности последних прятаться и быстро убегать не ослабели со временем.
«В этих областях, змеи, безусловно, выиграли», – заключил исследователь.
Кстати, одиночные полосы на сонограммах оказались характерны для белых мотыльков, вообще ставших исключением из всех описанных закономерностей. Белизна этого вида символична – для его дальнейшей специализации есть не только эволюционный карт-бланш, но и все необходимые возможности.
