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

Итак, булавники меняют длину хоботка, словно Пиноккио, и потому служат прекрасным примером эволюции фитофагов при переходе на новое кормовое растение. Конечно, многие подобные случаи пришли в биологию из сельского хозяйства, где такие переходы почти всегда означают появление нового вредителя. Так, в Гудзонской долине от аборигенной мухи-пестрокрылки, питавшейся боярышником, отделилась новая раса – за несколько веков она приноровилась к яблоням, которые привезли туда европейские колонисты. Яблонная пестрокрылка (Rhagoletis pomonella) настолько отличается от своих предков, что многие считают ее отдельным видом. А когда в конце XIV века в Европу из Америки привезли сахарную кукурузу, из травяной огневки Ostrinia scapulalis, чьи гусеницы живут в стеблях полыни, выделился новый вид – Ostrinia nubilalis, огневка кукурузная. За полтысячелетия у кукурузной огневки появилось множество связанных с кукурузой адаптивных особенностей, и одна из них заслуживает отдельного упоминания. К концу лета гусеницы травяных огневок, наевшись до отвала внутренностями стебля, переходят в диапаузу – это что-то вроде длительного отпуска перед нелегким метаморфозом. Гусеницы Ostrinia scapulalis уютно устраиваются где-то в середине стебля, а вот гусеницы Ostrinia nubilalis сначала перебираются в самый низ, поближе к земле. Зачем? А вы вспомните о десятилетиях естественного отбора, спровоцированного комбайнами, что выходят на жатву в конце лета, и сразу догадаетесь!

Клопы-булавники, яблонные пестрокрылки и кукурузные огневки – не единственные растительноядные животные, переселившиеся на экзотические растения и приспособившиеся к ним: ученые описали не один десяток таких случаев. Не остались в стороне и мы со студентами. Мы обнаружили, что на севере Нидерландов жуки-листоеды Gonioctena quinquepunctata переползли с аборигенной рябины (Sorbus aucuparia) на черемуху позднюю (Prunus serotina), инвазивный вид, привезенный из Америки. Это случилось совсем недавно, в начале 1990-х, однако в нескольких генах жуков уже заметны изменения.

Адаптация травоядных животных к новым кормовым растениям – это только половина принципа Черной Королевы. Другая половина – адаптация растений к новым травоядным животным. Возьмем, к примеру, спартину – траву с жестким стеблем и не менее жестким названием, растущую в маршах на побережье Атлантического океана. Из нее издавна плетут мишени для стрельбы из лука, а еще она заядлая путешественница и благодаря человеку поселилась в приморских маршах по всему миру. Изначально вид Spartina alterniflora произрастал только на восточном побережье Северной Америки, но люди случайно привезли эту траву на западное побережье. Теперь она растет и процветает в самых разных местах – от нетронутого залива Уиллапа в штате Вашингтон (с начала XX века) до урбанизированных берегов залива Сан-Франциско (с 1970 года).

Как видите, спартине хорошо живется как в природе, так и в городской среде, но это еще не все. Дело в том, что в заливе Уиллапа насекомые-вредители ее не трогают, а вот в Сан-Франциско соком ее листьев питаются свинушки Prokelisia marginata – полужесткокрылые с восточного побережья, чужеземцы в этом городе. Исследователи Кёртис Дэйлер и Дональд Стронг провели эксперимент в оранжерее, чтобы выяснить, стала ли спартина из-за этого эволюционировать по-разному. И действительно: как оказалось, трава из Сан-Франциско при нашествии насекомых теряла всего 20 % листьев и спокойно росла себе дальше, а образцы из залива Уиллапа, не готовые к встрече с вредителями, теряли 80 % листьев и почти в половине случаев погибали. Видимо, в ходе эволюции в двух популяциях спартины развились разные механизмы борьбы с вредителями – скорее всего, они как-то связаны с химическими соединениями, из-за которых листья становятся несъедобными.

Не так давно выяснилось, что птицы в качестве природного инсектицида для своих гнезд используют вещества, с помощью которых растения защищаются от травоядных насекомых и которые присвоил для своих целей человек. На всякий случай попробуйте прочесть это предложение еще раз. Сложно и при этом захватывающе, правда? А теперь представьте, как в 2011 году удивилась мексиканский орнитолог Монсеррат Суарес-Родригес, обнаружив, что в гнездах домовых воробьев и мексиканских чечевиц на территории Национального автономного университета Мексики начали появляться окурки! Всех нас с детства учат не мусорить на улице, но курильщики, очевидно, решили, что к ним это не относится и что выбрасывать окурки на землю одним щелчком – дело благое. В мире за год выкуривается 5 триллионов (да, за пятеркой следуют двенадцать нулей) сигарет, и немалая часть фильтров оказывается на земле, где им требуются годы на разложение. Пожалуй, неудивительно, что пернатые жители мексиканских городов решили использовать их для строительства гнезд – в одном Суарес-Родригес насчитала аж сорок восемь окурков. Можно сказать, что птицы откладывали яйца в пепельницы.

И тут Суарес-Родригес задумалась: а действительно ли птицы подбирают окурки для гнезд по чистой случайности? Известно, что некоторые птицы вплетают в гнезда листья определенных растений, потому что в них содержатся вещества, отпугивающие клещей, блох и пухоедов, а содержащийся в табаке никотин – хороший инсектицид. Может, людское пристрастие к этому веществу косвенно принесло пользу птицам с территории университета? Чтобы это выяснить, Суарес-Родригес и ее коллеги подсчитали количество окурков и клещей в 57 гнездах. Числа оказались обратно пропорциональны друг другу: там, где окурков было больше, клещей было меньше, а птицы, не желающие превращать свое жилище в комнату для курения, дорого за это заплатили. В их гнездах обитало до сотни кровососов, тогда как десять и более граммов использованных сигаретных фильтров гарантировали практически полное отсутствие клещей.

Увы, мы пока не знаем, чем руководствуются птицы при выборе инсектицида. Возможно, они чувствуют никотин в окурках и поступают с ними так же, как если бы это были свежие, подходящие для гнезд листья. А может, за много поколений они поняли, что окурки дарят обитателям гнезда безопасность и уют. Может оказаться и так, что это поведение заложено в них на генетическом уровне и эволюция таким образом защищает их от насекомых. Если это правда, следующая задача мексиканских ученых – выяснить, не вырабатывается ли у клещей из городских гнезд устойчивость к никотину.

По правде говоря, все то, о чем я сейчас рассказал, нельзя назвать полными циклами эволюции по принципу Черной Королевы. Мы знаем, как травоядные животные адаптируются к растениям, привезенным людьми, и как другие растения адаптируются к травоядным животным, которые не трогали бы их, если бы не вмешался человек. Знаем мы и то, как птицы отпугивают клещей-паразитов с помощью растительных веществ, ставших доступными благодаря пагубной привычке горожан. И все же у нас пока нет убедительных примеров того, как экологическое взаимодействие проходит через эволюционные циклы атаки, защиты, контратаки и контрзащиты. Возможно, проблема не столько в том, что такое случается слишком редко, сколько в том, что биологи обычно специализируются или на зоологии, или на ботанике, а потому рассматривают взаимодействие лишь с одной стороны. Фрагменты этих циклов мы наблюдаем у разных видов, так что вполне вероятно, что прямо сейчас в городах развиваются новые экологические отношения – такие, в которых оба партнера неустанно подстраиваются друг под друга.