Книга Дарвин в городе: как эволюция продолжается в городских джунглях - Менно Схилтхёйзен

На извечный шекспировский вопрос «быть или не быть» скворцы ответили четко и ясно: быть. Впрочем, чтобы обосноваться в стремительно растущих американских городах, этим проворным пташкам пришлось привести свое тело в соответствие с требованиями местной городской среды, отличными от британских. Из-за этого, как предположили два канадских исследователя, тела скворцов после переселения могли немного измениться. Чтобы в этом убедиться, они осмотрели коллекции восьми музеев естествознания в Северной Америке и измерили крылья у 312 чучел скворцов, пополнивших коллекции музеев с 1890 года.

Эти исследователи, Пьер-Поль Биттон и Брендан Грэм из Уинсорского университета, обнаружили нечто весьма занятное. Как выяснилось, со временем крылья скворцов стали более округлыми, потому что второстепенные маховые перья – те, что расположены на локтевой кости, ближе к туловищу, – стали приблизительно на 4 % длиннее.

Поскольку форма птичьего крыла тесно связана с образом жизни птицы, ее нельзя взять и поменять без последствий. Длинные и вытянутые крылья лучше подходят для быстрого полета по прямой, а короткие и округлые – для быстрых поворотов и взлетов. Именно поэтому у пикирующих сапсанов крылья длинные, а у воздушных акробатов вроде чибисов – короткие. Округлые крылья дают возможность быстро среагировать на опасность. Скорее всего, это и послужило толчком для эволюции привезенных скворцов. За 120 лет численность населения на западе Северной Америки – там, куда в итоге прибыли скворцы, – выросла почти в 50 раз. Скворцы прилетели в небольшие поселения, которые за считаные десятки лет стали мегаполисами. Из-за урбанизации городским птицам пришлось столкнуться с новыми опасностями – кошками и машинами. Вероятно, именно поэтому крылья американских скворцов стали короче: так им было проще избежать кошачьих когтей или колес ревущего автомобиля.

О причинах стремительной эволюции крыльев скворца нам остается лишь гадать. Зато мы точно знаем, что поспособствовало эволюции белолобой ласточки (Petrochelidon pyrrhonota), гнездящейся возле дорог.

Благословенна та птица, которой посвящает свою жизнь биолог. Белолобой ласточке повезло вдвойне: ее взялись изучать сразу двое биологов. С 1982 года Мэри Бомбергер-Браун и Чарльз Браун каждую весну наблюдали за колониями этих птиц в Небраске. В природе ласточкины гнезда из комков грязи располагаются на отвесных скалах и песчаных утесах, но к началу исследований белолобые ласточки уже вовсю колонизировали новые бетонные автомобильные мосты и водопропускные трубы в дорожных насыпях. «Мы построили для них утесы получше», – говорит Бомбергер-Браун. За много лет колонии разрослись до шести тысяч гнезд, каждое из которых прикреплено к искусственному сооружению. Из года в год за этими колониями наблюдала вышеупомянутая пара биологов. В одни и те же дни они ездили по одним и тем же дорогам, ловили в сети ласточек, снимали с них мерку и надевали на лапки крохотные колечки с номерами. Еще они искали на обочинах мертвых ласточек и измеряли их – прежде всего ученых интересовала длина крыльев.

Как обычно и бывает в науке, их упорство, выносливость и полная невосприимчивость к скуке в конце концов оправдали себя. В 2013 году пара опубликовала в журнале Current Biology статью на две страницы, где собрала все данные, накопленные за тридцать лет возни с ласточками. В 1980-х, когда птицы еще только начали гнездиться на искусственных сооружениях у дорог, длина крыльев мертвых и живых особей была примерно равной – около 10,8 сантиметра. Но со временем крылья живых птиц становились все короче, где-то на два миллиметра в десять лет. Сам по себе этот факт незначителен, вот только в случае с ласточками, сбитыми машинами, все обстояло наоборот. К 2010 году крылья найденных на обочине птиц были уже на полсантиметра длиннее, чем у тех, кто беззаботно летал над дорогами. Более того, число мертвых ласточек сократилось почти на 90 %, хотя машин на дорогах было не меньше прежнего, а то и больше.

Вывод напрашивался сам собой. Выжить и передать свои гены потомству удавалось только тем ласточкам, чьи крылья были достаточно коротки, чтобы дать им быстро взлететь с дороги и не попасть под машину. Менее проворные особи с длинными крыльями одна за другой отлетали на обочину, откуда уже не взлетали, и их гены не попадали в общий генофонд. С каждым поколением выживающие ласточки уворачивались от машин все проворнее и проворнее, так что количество смертей в скором времени снизилось.

Вернемся в Европу. На юге Франции эволюция идет своей дорогой – или, скорее, вдоль дороги. Ботаник Пьер-Оливье Шепту из филиала Национального центра научных исследований Франции в Монпелье изучает сорняки на городских тротуарах – точнее, на небольших, почти метр на метр, участках почвы, где растут высаженные вдоль тротуаров деревья. Вот что он пишет в одной из своих статей: «Таких участков в городе несколько тысяч, и расположены они на равном расстоянии друг от друга – от пяти до десяти метров в зависимости от улицы». И правда: я спускаюсь в Монпелье на космическом корабле под названием Google Earth и вижу, что весь город пестрит квадратами почвы – словно на каждой дороге решили разместить по кусочку Версаля. Геометрический узор вдоль многочисленных улиц напоминает масштабный экологический эксперимент, и Шепту с коллегами охотно этим воспользовались.

На этих участках почвы растет почти сотня разных видов диких растений, в том числе скерда Crepis sancta. Внешне ее цветок походит на одуванчик, но стебель ветвится, так что на одном стебле может быть несколько цветков. Отцветая, цветок скерды становится белым пушистым шариком, прямо как одуванчик. Большинство семян мелкие и легкие, и у каждого из них есть свой крохотный парашютик. Есть и другие семена – тяжелые и без парашютиков. Так скерда умудряется поймать сразу двух зайцев. Тяжелые семена просто падают на землю, где их ждет плодородная почва, в которой выросло родительское растение. Легкие же дождутся порыва ветра или ребенка, который сорвет цветок и дунет. Тогда они полетят на своих парашютиках вдаль и вскоре приземлятся далеко от места, где росли. Если повезет, они найдут подходящий свободный участок почвы.

Во всяком случае так все устроено в природе. В центре Монпелье везение – штука трудноосуществимая: если не принимать в расчет трещины в асфальте, единственным подходящим местом для семян остаются тесные квадраты почвы, куда собаки ходят в туалет, а люди кидают фантики из-под конфет и окурки. Хоть скерда и попала в город только благодаря семенам с парашютиками, которые чудом очутились на почве и проросли, размножаться здесь она могла только при помощи тяжелых семян, которые падают вниз.

Итак, с точки зрения эволюции городская скерда должна была создавать больше тяжелых семян без парашютиков и меньше легких с парашютиками. Как выяснил Шепту, именно так и обстоит дело. Он взял образцы семян скерды на участках почвы вдоль семи центральных улиц города и на четырех лугах и виноградных полях, раскинувшихся в сельской местности. Все семена он принес в свою лабораторию, посадил в теплице и прорастил, обеспечив им одинаковые условия.

Когда растения отцвели, он подсчитал у каждого из них количество тяжелых и легких семян. Как выяснилось, у цветков, выращенных из городских семян, было в полтора раза больше тяжелых и в полтора раза меньше легких семян, чем у сельских цветков. Иными словами, в ходе эволюции городские растения начали отказываться от семян с парашютиками в пользу тех, что потяжелее. Основываясь на потере потомства и степени влияния генетики на производство семян, Шепту вычислил, что для такого эволюционного сдвига потребовалось около двенадцати поколений. Поколения скерды меняются из года в год, а на улицах, где собирал семена Шепту, новое покрытие клали за тридцать три года (самое раннее), а то и всего за десять лет (самое позднее) до начала исследования. Вот и еще один пример стремительной городской эволюции.