Читать книгу "Дарвин в городе: как эволюция продолжается в городских джунглях - Менно Схилтхёйзен"

Биолог Лорел Сериес, будучи аспиранткой Калифорнийского университета, провела филогеографическое исследование рыжих рысей Лос-Анджелеса и региона к северу и северо-западу от него. Эта обширная область напоминает лоскутное одеяло: здесь и город, и фермы, и поросшие растительностью холмы, и жилые комплексы. А еще здесь есть дороги. Много дорог. Территорию площадью 90 на 50 километров, которую взялась изучать Сериес, делят на четыре части самые загруженные автомагистрали США – с востока на запад тянется шоссе 101, а с севера на юг бежит I-405. На этих десятирядных дорогах отснята не одна погоня из голливудских фильмов. За сутки они пропускают через себя около 700 тысяч автомобилей, а по бокам от них тут и там ответвляются дороги поменьше. Эти автомобильные потоки объединяют людей, зато, как выяснила Сериес, весьма эффективно разделяют рыжих рысей.

Вооружившись безопасными капканами, клетками и ящичными ловушками, которые не причиняют животным вреда, Сериес с коллегами отправилась на поиски рыжих рысей. Ученым удалось взять образцы ДНК почти у 400 особей, в том числе сбитых машинами. Генетика кошек отчетливо показала, что их ареалы сформированы магистралями. Так, рыжие рыси к востоку от I-405 и к югу от шоссе 101, то есть к северу от Лос-Анджелеса (Беверли-Хиллз, Голливуд и окрестности амфитеатра Голливуд-боул), оказались генетически непохожими на тех, что живут к северу от шоссе 101, у города Таузанд-Окс – до 1969 года там был открыт парк «Джунглиленд» (Jungleland), где снимали «Тарзана». В свою очередь рыси из Таузанд-Окс отличаются по ДНК от сородичей, обитающих к югу от шоссе 101 и к западу от I-405, в горах Санта-Моника.

Рыжая рысь не сможет пересечь магистраль, зато легко перебежит через дорогу поменьше, так что генетическую структуру популяции определяют только крупные шоссе. А вот для млекопитающих поменьше, грызунов например, даже небольшие дороги оказываются препятствием. Зоолог Джейсон Манши-Саут из Фордемского университета прославился как раз тем, что составил точную схему филогеографической структуры диких хомячков Нью-Йорка.

В 2005 году, когда мы с Джейсоном только познакомились, он был худощавым парнишкой, который готовил диссертацию по живущим в джунглях мелким млекопитающим в том же самом университете в малайзийской части Калимантана, где работал и я. Через 12 лет я созваниваюсь с ним по Skype, и вот с экрана монитора из-за солидного дубового стола в собственном кабинете на меня глядит уже совершенно другой человек. Снаряжение для работы в джунглях он сменил на рубашку и джемпер, а тропическую худобу – на городскую упитанность, и к тому же оброс бородой. Впрочем, переведя взгляд на всяческие принадлежности для изучения грызунов на стене у него за спиной, я понимаю, что он все такой же полевой зоолог. Просто теперь вместо тропических лесов «полем» для него стали парки Нью-Йорка.

«Поначалу это был второстепенный проект, – вспоминает он, как в 2007 году решил заняться изучением белоногих хомячков (Peromyscus leucopus). – На собрании я познакомился с людьми, которые выступали с презентацией о гражданской науке и небольших млекопитающих в Нью-Йорке. Заинтересовался, собрал группу студентов, и уже летом мы начали ставить мышеловки».

У белоногого хомячка большие черные глазки-бусинки и серо-коричневая шубка, а брюшко и лапки белые. «Это не домовая мышь, которая бегает у вас по квартире[16]. Это аборигенный вид, и он жил здесь задолго до прихода людей», – напоминает Манши-Саут. Несколько столетий назад на территории Нью-Йорка, воссозданной Эриком Сандерсоном в проекте «Маннахатта», были только лес и луга, и везде сновали белоногие хомячки. Они образовывали непрерывную популяцию, где ДНК свободно текла по всему генофонду – сейчас так обстоит дело на нетронутых участках восточного побережья Северной Америки. А вот в начале XXI века нью-йоркским хомячкам приходится ютиться на изолированных зеленых участках, которые мы называем парками. Самые крупные из них – Сентрал-парк в Манхэттене и Проспект-парк в Бруклине, но хомячки-аборигены живут и в небольших парках вроде Уиллоу-Лейк в Куинсе.

Белоногие хомячки никогда не покидают свой парк: перебегать с места на место они согласны только под покровом растительности, а между парками нет подходящих тропинок. Впрочем, им и так вполне неплохо живется – особенно в маленьких парках, где не водятся совы, лисы и другие хищники. «Конкурентов там тоже поменьше, – добавляет Манши-Саут. – В особенности оленей. Там, где их слишком много, подлесок сильно истощается и кормовая база белоногих хомячков заметно сокращается. А в городе конкурентов у хомячков практически нет».

Словом, в парках Нью-Йорка полно белоногих хомячков, и так было примерно с конца XIX века – с тех пор, как эти парки оказались изолированы в ходе строительства города. Расставив в четырнадцати городских парках мышеловки-клетки и заманив туда птичьим кормом несколько сотен особей, Манши-Саут и его студенты выяснили, что за эти 120 лет хомячки успели обзавестись своей, уникальной для каждого парка ДНК. Прежде чем выпустить грызунов на волю, они отрезали им от хвостов по сантиметровому кусочку – хомячкам это особо не навредило, а исследователи собрали достаточно материала для генетических тестов. Как показали тесты, практически в каждом парке, даже в соседствующих, у популяции был свой профиль генной экспрессии. В природе такое встречается только в гораздо более удаленных друг от друга популяциях – например, обитающих в разных штатах. «Если бы нам дали белоногого хомячка и не сказали, откуда он, то мы смогли бы определить, из какого он парка, – поясняет Манши-Саут. – Вот насколько они стали разными».

Белоногие хомячки в парках Нью-Йорка, рыжие рыси в окрестностях Лос-Анджелеса и попугаи в Париже указывают на сильную фрагментированность городской среды – такую сильную, что генофонды городских популяций делятся на множество крошечных лоскутков. Оно и неудивительно: в мире проложено более 35 миллионов километров асфальтированных дорог, а пятая часть поверхности суши покрыта ими настолько плотно, что и полутора квадратных километров не найдется без дорог. Генофонды делят на части не только магистрали и железнодорожные пути, но и пешеходные дорожки со всем их трафиком, а также стоящие вдоль них здания. Все это не дает животным и растениям – а значит, и их генам – перебраться на другую сторону.

Какие-то виды обустраиваются в вышеописанной инфраструктуре – те же подвальные комары, о которых я писал в предисловии, образуют отдельные популяции на каждой ветке метро. Или, например, пауки-сенокосцы Pholcus phalangioides, которых изучал в постройках пяти европейских городов Мартин Шэфер из Боннского университета. Он выяснил, что у пауков, живущих в разных комнатах одного здания, генофонд общий, а вот у обитателей разных зданий генофонды разные. Пауки переползают из комнаты в комнату, но из дома в дом не переселяются.

Среди биологов бытует мнение, что такая фрагментация генофонда не способствует выживанию вида. Дело в том, что в небольших изолированных популяциях часто происходят близкородственные скрещивания, или инбридинг: если у родственника особи есть какое-либо генетическое нарушение, значит, скорее всего, оно есть и у самой особи, а при их спаривании будет и у потомства. Кроме того, генетическая изменчивость может сойти на нет из-за случайных событий. Если тот или иной вариант гена есть у пяти процентов особей в большой популяции, то речь может идти о сотнях особей – вряд ли все они погибнут, не успев произвести на свет детенышей. А вот если популяция маленькая, может случиться так, что все обладатели того самого генного варианта не оставят потомства и заберут его с собой в могилу. Постепенное исчезновение генетической изменчивости в небольшой популяции называется дрейфом генов. Из-за дрейфа и инбридинга генетическое здоровье популяции ухудшается: учащаются случаи генетических заболеваний, популяция теряет способность адаптироваться к меняющимся условиям.