Илья Рухленко - Что ответить дарвинисту? Часть II
Помимо этого, биологи обнаружили целую плеяду интересных различий между предковой и новой популяцией стенных ящериц:
1. Плотность населения ящериц на островке Pod Mrcaru оказалась намного выше, чем на исходном островке Pod Kopiste (откуда были взяты первые пять пар ящериц).
Кроме того, представители новой популяции ящериц оказались:
2. В целом немного больше по размеру.
3. Их ноги оказались короче, чем у представителей предковой популяции.
4. Они слабее реагировали на угрозу хищника.
5. Они развивали меньшую скорость бега.
6. Их головы оказались пропорционально больше в длину, ширину и высоту.
7. Сила укуса оказалась выше, чем у представителей предковой популяции (Табл. 2):
Таблица 2. Из работы (Herrel et al., 2008), иллюстрирующая изменения в длине, высоте, ширине головы и силе укуса (обведено красными рамками) итальянских стенных ящериц из новой популяции, размножившейся на острове Pod Mrcaru от ящериц, переселенных с острова Pod Kopiste.
8. В диете резко возросла доля растительной пищи в весенне-летний период – 34 % весной и 61 % летом против 7 % весной и 4 % летом в предковой популяции (Рис. 15):
Рисунок 15. Резкие изменения в диете итальянских стенных ящериц новой и старой популяций. Черными столбиками обозначена доля растительной пищи в рационе ящериц, белыми столбиками – членистоногие. Рисунок взят из работы (Herrel et al., 2008).
9. И наконец, самое удивительное, у всех препарированных ящериц новой популяции в пищеварительной системе обнаружилось нечто вроде нового органа (!) «cecal valve» (цекальный клапан), который имеет вид складки (перегородки) на внутренней стороне кишечника. Это образование задерживает прохождение пищи через кишечник и образует некие «ферментативные палаты», где целлюлоза преобразуется в более удобоваримые вещи. Таким образом, это новоприобретение улучшает усвоение растительной пищи.
Подобные морфологические образования имеются у некоторых растительноядных ящериц из этого семейства (Lacertidae) и из других семейств ящериц (агамовые, игуановые). Однако никогда до этого не регистрировались у обсуждаемых итальянских стенных ящериц (Podarcis sicula) или у ящериц P. melisellensis. В целом, это морфологическое образование имеется менее чем у 1 % всех существующих ящериц и змей.
Таким образом, исследователи столкнулись не только с количественными морфологическими изменениями, произошедшими в новой популяции, но и с качественными, выразившимися в появлении новых морфологических структур!
10. Более того, в кишечнике ящериц новой популяции обнаружились нематоды (круглые черви). Авторы работы посчитали нематод индикаторами присутствия в пищеварительной системе ящериц симбиотических микроорганизмов, перерабатывающих целлюлозу из растительной пищи. Поскольку у ящериц исходной популяции (на островке Pod Kopiste) нематоды не были найдены, то авторы предположили, что симбиотические микроорганизмы появились в новой популяции, вероятно, тоже вместе с новым органом, и (или) в связи с резким изменением пищевого рациона в сторону растительноядности.
Как видим, список произошедших изменений весьма впечатляет. Во-первых, произошли множественные количественные морфологические изменения, а во-вторых, еще и качественные (морфологическое новообразование в пищеварительной системе). И весь этот «букет» изменений случился с новой популяцией всего за 36 лет (авторы пишут примерно о 30 поколениях).
Первые четыре пункта изменений авторы связали с разной степенью хищничества на двух островках (Vervust et al., 2007). А именно: 1) более короткие ноги ящериц в новой популяции, 2) меньшую скорость бега, 3) ослабленную реакцию на хищников, и 4) большой размер тела – авторы связали с тем, что ящерицы, видимо, «расслабились» из-за меньшего хищнического давления. Авторы установили, что на новом островке искусственные модели ящериц реже атакуются птицами, чем на исходном острове (возможно, из-за лучшего растительного покрова). Поэтому (по предположению авторов) ящерицы и «расслабились» – по механизму, который я уже описывал выше (см. раздел «ящерицы и недоразумения»). В присутствии хищников самые медлительные ящерицы больше выедаются, поэтому популяция ящериц поддерживается в «спортивной форме». А при ослабленном хищническом давлении начинает выживать большее число ящериц. В том числе, и более медлительные, коротконогие и т. п. В результате, средние показатели озвученных признаков сдвигаются в соответствующую сторону.
Таким образом, первые четыре пункта изменений в ящеричной популяции вряд ли можно отнести к разряду эволюционных изменений вообще, и уж тем более, к эволюции под действием естественного отбора, в частности. Если уж нам очень хочется заявить именно об эволюции, то это пример антидарвиновской эволюции – когда сдвиг нормы признака произошёл из-за ослабления естественного отбора. И затем (предположим) этот «эволюционный сдвиг» закрепился в популяции чисто случайным образом, в результате банального дрейфа генов. Например, более резвые и длинноногие ящерицы просто сдохли по разным случайным причинам (в этой маленькой популяции), и остались только медлительные и коротконогие ящерицы. То есть, в популяции произошли некоторые наследственные изменения, но естественный отбор к этим изменениям не имел никакого отношения. А имела место чистая случайность.
Хотя (еще раз) озвученные изменения, возможно, вообще не наследственные, а являются просто результатом прекращения избирательного выедания хищниками (см. выше).
Однако другая часть новых и изменившихся признаков вряд ли появилась вследствие ослабления естественного отбора. Давайте еще раз посмотрим на эти признаки:
1. Головы ящериц в новой популяции оказались больше в длину, ширину и высоту (относительно размера тела), чем головы ящериц с исходного островка.
2. Сила укуса новых ящериц оказалась выше (у самцов на 14 %, у самок на 34%).
3. В диете резко возросла доля растительной пищи в весенне-летний период – 34 % весной и 61 % летом против 7 % весной и 4 % летом в предковой популяции.
4. В пищеварительной системе возникло новое морфологическое образование – цекальный клапан, замедляющий прохождение пищи по пищеводу, и дающий возможность кишечным микроорганизмам лучше переработать целлюлозу (из растительной пищи).
5. Наконец, авторы предположили, что ящерицы новой популяции, возможно, отказались и от территориального поведения (больше не защищают собственные участки), так как плотность ящериц в новой популяции оказалась намного выше, чем в старой популяции.
Авторы работы связали все эти изменения в единый адаптивный комплекс. Например, большие размеры головы позволяют новым ящерицам развивать более сильный укус. Что в свою очередь, облегчает ящерицам процесс откусывания прочных кусочков растений (листьев, стеблей). Одновременно, новый морфологический орган в кишечнике (цекальный клапан) помогает ящерицам лучше усваивать растительную пищу. И всё это вместе позволило ящерицам резко повысить долю растительной пищи в собственном рационе. И наконец, авторы предположили, что поскольку растительный корм – это более «предсказуемый» и доступный ресурс, чем насекомые, то ящерицы, ставшие в значительной степени растительноядными, отказались и от территориального поведения.
Вопрос, возникли ли (только что перечисленные) изменения именно по механизму естественного отбора в данном исследовании:
1) Вообще не изучался.
2) Более того, подобный механизм «эволюции» здесь вообще крайне маловероятен.
Во-первых, осталось неизвестным, повысили ли произошедшие изменения общую приспособленность ящериц на новом островке? Или наоборот, понизили? Или приспособленность не изменилась? Эти вопросы повисли в воздухе, так как сравнение приспособленности «старых» и «новых» ящериц в условиях нового островка вообще не проводилось (в рамках данного исследования).
Действительно, насекомые – это более ценный пищевой ресурс, чем растения (листья и стебли). Поэтому выгода «эволюционного перехода» ящериц новой популяции в сторону растительноядности – остаётся под большим вопросом, но к сожалению, в рамках обсуждаемого исследования этот вопрос вообще не изучался.
Более того. Если уклон в сторону растительной пищи – действительно выгоден, то почему подобный переход не случился (уже давным-давно) на исходном островке, где «испокон веков» обитала исходная популяция итальянских стенных ящериц? Это действительно странно. Мы видим, что уклон к растительноядности развился в новой популяции ящериц всего за 30 (!) поколений… но в то же время, на соседнем островке, с аналогичными условиями среды, такой переход не осуществился ни за 30 поколений, ни за 300 поколений, ни даже за 3000 поколений… Если растительноядной ящерицей быть выгодней, чем насекомоядной, то почему итальянские стенные ящерицы – не стали растительноядными еще миллион лет назад?
