Читать книгу "Удивительная эволюция. Биологическая история Земли в невероятных превращениях и мутациях организмов - Джонатан Б. Лосос"

Подобное явление, к слову сказать, привело к возникновению новой области в инженерии. Вспомните о самых лучших клеящих средствах, которые мы сейчас используем, от суперклея до ленты. Вы либо не можете отклеить эту полоску, либо она оставляет липкий след. А подушечки ящериц могут не только отменять эту свою мощную способность, но еще и не оставляют никаких следов. Именно поэтому значительное количество ученых пыталось использовать это волшебное свойство ящериц при производстве удобных для нас изделий. И в 2008 году было представлено новое средство для заклеивания ран[30].

Теперь вернемся к ямайским ящерицам. Как и у других анолисов, у всех у них сильные клейкие подушечки пальцев. Но у отдельных видов они более липкие. Если вы поместите ящерицу на специальное приспособление, именуемое стабилографом, а затем осторожно потянете ящерицу назад, вы сможете измерить силу сопротивления подушечек пальцев ящерицы.

Этот метод был впервые испробован моим бывшим коллегой-аспирантом Дунканом Иршиком, теперь уже по праву выдающимся ученым. Результаты его исследований очевидны: количество силы, выделяемой ящерицей во время цепляния к поверхности, пропорционально размеру подушечек ее пальцев. А у кого самые большие подушечки? С заметным отрывом здесь лидирует зеленая игуана, самая крупная ящерица среди ямайских анолисов. Три других вида примерно того же размера. Но у них подушечки совсем другие: у древесного вида ящерицы, анолиса Грэма, подушечки пальцев почти в три раза больше, чем у сухопутного кустового анолиса.

Существуют две причины, почему древесным ящерицам требуется большая способность цепляться. Во-первых, обитающие на деревьях ящерицы чаще пользуются гладкими, без зацепок, поверхностями, такими как листья или очень гладкие стволы некоторых тропических деревьев. Чтобы удержаться на них, требуется более сильная хватка. Во-вторых, падение с верхушки дерева – гораздо более серьезная проблема, чем падение с ветки с высоты полуметра от земли. Большинство анолисов достаточно маленького размера, так что само падение им не навредит. Но процесс карабканья обратно сопряжен с серьезными рисками, как в плане затрата энергии, так и в плане возможной встречи с хищниками.

Если сравнивать ямайских анолисов, то они заметно отличаются и другой своей анатомической особенностью – длиной ног. В данном случае лидером является сухопутный вид, кустовой анолис, у которого задние конечности существенно длиннее, чем у других видов. И, напротив, веточковый анолис – «такса» среди ящериц – имеет очень короткие ноги и длинное туловище.

У ямайских видов и карибских анолисов в целом различия в длине ног связаны с их средой обитания. У таких видов, как ямайский кустовой анолис, которые обычно лазают по широким стволам деревьев и по земле, очень длинные ноги. А у тех, которые бегают по узким веточкам, конечности гораздо короче.

Чтобы выяснить, почему, мы принесли ящериц в лабораторию и устроили им своеобразную олимпиаду. В соревнованиях по легкой атлетике первым испытанием стал забег на два метра, во время которого ящерицы должны были пробежать по узкой дорожке. Скорость их бега подсчитывалась, когда они проходили сквозь инфракрасные лучи, установленные с определенной периодичностью. Далее следовал прыжок в длину, когда мы заставляли ящериц прыгать, легонько шлепая их по хвосту.

Результаты этих состязаний были незатейливы: чем длиннее у ящерицы ноги, тем быстрее она бегает и дальше прыгает. Данное открытие было важно в плане биомеханики, но оно нас не удовлетворило: а какой прок тогда в коротких ногах?

Ответ нам дали итоги пятиборья. Мы снова оценили, насколько быстро способны бегать ящерицы, но в этот раз запустили их по пяти разным поверхностям, от очень широких до очень узких. Мы ожидали, что на широкой поверхности ящерицы с длинными ногами окажутся самыми проворными, а веточковые ящерицы с короткими ногами будут быстрее на узкой полоске, напоминающей привычные им тонкие веточки.

Мы ошибались! Все виды бегут медленнее по узкой поверхности, и веточковые виды в этом состязании оказались не быстрее остальных. Короткие ноги явно не являются способом адаптации к быстрому перемещению по тесным поверхностям.

Пока мы гоняли наших ящериц, заметили, что иногда они спотыкаются или даже падают. Мы записали эти промахи, но лишь позднее поняли, что это был недостающий фрагмент паззла. На широких поверхностях ни у одного из этих видов не возникало серьезных проблем, а неудачи случались примерно в двадцати процентах случаев. Но на узкой плоскости веточковые виды продолжали оставаться невозмутимыми, в то время как длинноногие виды испытывали огромные трудности, поскальзываясь или падая в трех случаях из четырех. Здесь-то и крылся ответ: короткие ноги не являются преимуществом при быстром перемещении по узким поверхностям, они лишь помогают без проблем преодолевать подобные среды.

Теперь, по прошествии времени, можно сказать, что подобное открытие должно было стать ожидаемым. Мы часами наблюдали за ящерицами в их естественной среде обитания. Длинноногие виды периодически бегают на больших скоростях в погоне за добычей или спасаясь от нападения хищников. В отличие от них, веточковые анолисы полагаются на свою незаметность, а не на скорость. Будучи хорошо замаскированными, они медленно подползают к своей жертве; а когда видят хищника, то пятятся к другому концу ветки и, шаг за шагом, растворяются среди ветвей. Для подобного образа жизни ключевым фактором является юркость, а не скорость, и именно такое преимущество обеспечивают короткие ноги.

ОСТРОВ ЯМАЙКА ИЗНАЧАЛЬНО вообще не был островом. Скорее он был частью Центральной Америки, соединявшейся с Юкатаном где-то в районе Мексики. Примерно пятьдесят миллионов лет назад Ямайка и материк откололись друг от друга, и появившийся в результате остров отнесло к востоку в Карибское море. При этом он ушел под воду, и волны смыли его обитателей. А спустя несколько миллионов лет они появились там снова – бери и пиши все заново. Все, что осталось на острове, было предназначено для тех первых актеров, которые должны были появиться в этом новом эволюционном театре.

Веточковые анолисы Эспаньолы (сверху), Пуэрто-Рико (в центре) и Кубы (внизу)

Впоследствии предка ямайского анолиса выбросило волной на берег: он приплыл с другого острова Карибского моря, вероятно, с Кубы. Со временем[31] те первоначальные виды породили множество последующих видов[18], и эти виды адаптировались к различным частям их среды обитания, результатом чего стали эволюционные изменения в окрасе, подушечках пальцев, конечностях и множестве других свойств.