Эволюция: Триумф идеи - Карл Циммер

Коэволюция способна соединять виды неразрывными узами «брака», но в случае вымирания одного из видов второй может «овдоветь». Если один из видов-партнеров вымирает, остальным приходится бороться и выживать самостоятельно. Иногда такая борьба заканчивается поражением, и в конце концов овдовевшие виды тоже исчезают с лица земли.

Даниэль Янцен, эколог из Университета Пенсильвании, работающий в лесах Коста-Рики, утверждает, что многие деревья Нового Света овдовели таким образом в конце последнего ледникового периода. Многие вида растений распространяют свои семена при помощи животных. Деревья выращивают плоды, которые привлекают животных своей сладкой мякотью, а семена снабжают плотной оболочкой, позволяющей им перенести путешествие по пищеварительному тракту животного. Семена неповрежденными выходят с пометом животных и прорастают далеко от тех мест, где выросли.

Семена, унесенные далеко от дерева-родителя, имеют лучшие шансы на выживание. Те, что просто падают на землю под деревом, часто съедают местные жуки; но даже если семечку удается прорасти, молодому деревцу трудно придется в родительской тени. Кроме того, распространение семян — хорошая страховка от вымирания: если, к примеру, ураган повалит целый лес, отпрыски деревьев, выросшие в нескольких километрах от этого места, могут и уцелеть.

Если садовые деревья приспосабливаются к определенному опылителю, то многие другие растения адаптируют свои плоды так, чтобы они привлекали определенных животных. Некоторые плоды привлекают птиц ярким цветом; плоды растений, которые ориентируются на летучих мышей и других ночных животных с плохим цветным зрением испускают вместо этого сильный аромат. Но, указывает Янцен, плоды некоторых растений настолько необычны, что живущим ныне животным очень трудно разносить их. В Коста-Рике, где он работает, распространением семян занимаются летучие мыши, белки, птицы и тапиры. Никто из них не в состоянии питаться плодами дерева Cassia grandis. Плоды кассии вырастают до полуметра длиной, ее семена размером с вишню заключены в волокнистой мякоти, окруженной деревянистой кожурой. Поскольку ни одно животное Коста-Рики не ест плоды кассии, они просто висят на ветках, пока жуки не просверлят твердую корку, не проберутся внутрь и не уничтожат большую часть семян.

Плоды кассии и многих других растений Нового Света слишком крупны, тверды и волокнисты для современных животных, но надо признать, что для гигантских наземных ленивцев, верблюдов, лошадей и многих других млекопитающих, вымерших 12 000 лет назад, они были бы идеальной пищей. У этих животных был достаточно большой рот, чтобы хватать подобные плоды, и достаточно сильные зубы, чтобы их раскусывать. Миллионы лет, утверждает Янцен, гигантские плоды эволюционировали совместно с гигантскими млекопитающими. Пока другие растения адаптировали свои плоды для птиц или летучих мышей, эти деревья ориентировались на мегафауну.

Крупные млекопитающие Старого Света до сих пор поддерживают тесные отношения с некоторыми растениями — к примеру, суматранский носорог с удовольствием поедает плоды манго и разносит их гигантские семена со своим пометом. Твердая корка и волокнистая мякоть коста-риканских фруктов может быть серьезным препятствием для мелких животных и птиц, но для наземного ленивца их поедание не составило бы проблемы. Ленивец, вероятно, пасся под деревьями, вынюхивая на земле упавшие спелые плоды. Обнаружив такой плод, он захватывал его целиком в свой огромный рот и раскалывал скорлупу массивными коренными зубами. Пока он неторопливо пережевывал волокнистую мякоть, крупные семена, обычно покрытые маслом, проскальзывали в его гигантский пищевод. Позже, когда животное успевало удалиться от дерева на несколько километров, семена выходили из его пищевода вместе с солидным количеством экскрементов и прорастали.

В плейстоценовую эпоху леса Коста-Рики были не уникальны. Вероятно, по всему Новому Свету плоды растений эволюционировали совместно с гигантскими млекопитающими. Янцен предположил, что в конце этой эпохи овдовели и многие другие растения, такие как авокадо или папайя. С вымиранием гигантских млекопитающих все эти растения понесли очень серьезные потери. В некоторых случаях их семена теперь разносят другие, более мелкие животные, такие как тапиры или грызуны, но их распространение стало гораздо менее надежным, поскольку многие семена при этом съедаются мышами и насекомыми. Многие виды стали редкостью — ведь взрослые деревья умирают, не вырастив себе замены.

Появление испанцев с лошадьми и крупным рогатым скотом помогло плейстоценовой экосистеме Нового Света немного оправиться. Эти крупные млекопитающие обожают плоды овдовевших растений. К примеру, коста-риканский плод под названием jicaro имеет такую твердую скорлупу, что люди делают из нее ложки и черпаки; Янцен обнаружил, что лошадь — единственное на сегодняшний день животное в Коста-Рике, способное расколоть этот плод зубами. Собственно, она с удовольствием занимается этим, и семена этого растения вместе с мякотью попадают в пищеварительную систему, проходят по кишечнику и выходят с пометом. До появления в Новом Свете лошадей семена jicaro вообще не могли покинуть свою твердую тюрьму-скорлупу. Так что лошади и крупный рогатый скот не только наносят вред дикой природе Нового Света — вытаптывают тонкие почвы и губят травянистые равнины, — но и в какой-то степени помогают растениям вроде jicaro вернуть себе прежнюю мощь и славу.

Вымирание крупных млекопитающих Нового Света оставило в беде деревья, за миллионы лет привыкшие полагаться на этих животных в распространении семян. Янцен утверждает, что последние 12000 лет ареал этих овдовевших растений постоянно уменьшается, и даже с учетом той слабой помощи, которую они теперь получают от завезенных на континент домашних животных, им по-прежнему грозит вымирание. Но сейчас, когда темпы вымирания видов растут, человек, возможно, создает новое поколение эволюционных вдов.

Не исключено, что среди овдовевших окажутся и некоторые культурные растения. Сельское хозяйство во многом зависит от насекомых-опылителей, но человек уже несколько столетий не дает опылителям спокойно жить. До появления европейцев в Северной Америке обитали десятки тысяч опыляющих видов, включая пчел, ос и мух. Колонисты привезли с собой из Европы медоносную пчелу, которую держали в искусственных ульях. Медоносная пчела начала конкурировать с местными пчелами за ограниченные запасы нектара, и искусственные, данные человеком преимущества — готовое убежище и гарантированные запасы меда — позволили им выиграть схватку. Бернд Хайнрих из Вермонтского университета подсчитал, что одна-единственная колония медоносных пчел может погубить до ста колоний местных шмелей. Бесчисленное множество местных опылителей просто исчезло с лица земли, а многие из оставшихся находятся сегодня в опасности.

Медоносные пчелы тоже сейчас переживают не лучшие времена. Пестициды постоянно прореживают их ряды, а паразитические клещи, недавно завезенные в США, уничтожают целые колонии. В 1947 г. в стране было 5,9 млн домашних пчел, но к 1995 г. их число упало в два с лишним раза; осталось всего 2,6 млн. Дикие медоносные пчелы исчезли практически полностью. Надо иметь в виду, что, если медоносные пчелы исчезнут, фермеры смогут рассчитывать только на местные виды опылителей — но что если их тоже уже не будет?

Так легко делать вид, что человек — победитель эволюционной гонки, что благодаря каким-то неведомым, но бесспорным преимуществам он смог покорить Землю. Но на самом деле любой наш успех зависит от равновесия между человечеством и растениями, животными, грибами, простейшими и бактериями, одновременно и вместе с которыми мы эволюционируем. Если на то пошло, человек — чемпион коэволюции и больше, чем какой бы то ни было другой вид, зависит от всемирной паутины жизни.

9. Доктор Дарвин

Александр Бивелич впервые попал в томскую тюрьму в Центральной Сибири в 1993 г. Он был осужден за воровство и приговорен к трем годам. Через два года заключения он начал кашлять и отхаркивать слизь, у него поднялась температура. Тюремные врачи обнаружили в его левом легком небольшой очаг инфекции и диагностировали туберкулез — болезнь, вызываемую бактерией Mycobacterium tuberculosis. Бивелич мог подхватить эту болезнь с капелькой мокроты от кашлявшего больного заключенного, и теперь бактерии угнездились в его собственных легких. «Никогда не думал, что могу заразиться, — говорит он. — Сначала я вообще не поверил врачам». Но болезнь все сильнее овладевала его телом, и поверить пришлось.

Туберкулез должен был хорошо поддаваться лечению. Почти 60 лет назад Селман Ваксман из Университета Ратджерса обнаружил, что некоторые бактерии вырабатывают белки, способные убивать Mycobacterium. Лекарство, открытое Ваксманом, пополнило активно растущую группу бактерицидных препаратов — антибиотиков. Все они были настолько смертельными для бактерий, что ученые-медики сделали однозначный вывод: за ближайшие несколько десятков лет инфекционные болезни, такие как туберкулез, будут уничтожены.