ГлавнаяЭволюция жизни на ЗемлеЭволюция человека → Острова и изоляция: сила разделения

Острова и изоляция: сила разделения

16 Июль 2011

Острова и изоляция: сила разделенияИтак, ДНК, как и слова в языке, начинает изменяться, будучи обособленной. Как это происходит? Что служит причиной разделения? Первое, что приходит на ум, – море. Популяции на разных островах не соприкасаются, во всяком случае соприкасаются не часто, и их генетические наборы получают возможность отделиться друг от друга. Поэтому острова чрезвычайно важны для образования новых видов. Давай считать островом не только кусок суши, окруженный водой. Для лягушки оазис будет "островом", пригодным для обитания, окруженным пустыней, где она погибнет. Для рыбы островом станет озеро. Острова одинаково важны и для животных и для языков, потому что островитяне отрезаны от контакта с другими популяциями (таким образом пресекается обмен генами и словами) и развиваются по своему пути. Еще одно важное дополнение: островная популяция не обязана быть изолированной абсолютно и навсегда, гены могут случайно пересекать преграды, будь то вода или необитаемая земля.

4 октября 1995 года несколько бревен и выкорчеванных деревьев прибило к берегу острова Ангилья в Карибском бассейне. На бревнах приплыли 15 зеленых игуан, выживших после тяжелейшего путешествия с другого острова, предположительно с Гваделупы, что в 160 милях оттуда. Два урагана, названные "Луис" и "Мэрилин", свирепствовали на Карибах весь предыдущий месяц, вырывая деревья с корнем и швыряя их в море. Скорее всего, на некоторых деревьях сидели игуаны (в Панаме я видел: они любят так проводить время), вот их и унесло в море. Добравшись до Ангильи и сойдя со своих необычных транспортных средств, они начали новую жизнь, питаясь, размножаясь и обмениваясь ДНК в своем новом островном доме.

Мы узнали об этом от местных рыбаков. Много веков тому назад, хоть свидетелей тому и не было, наверняка нечто подобное привело предков этих игуан на их первоначальное место обитания – Гваделупу. И мы практически уверены, что нечто аналогичное помогло игуанам появиться на Галапагосских островах. Теперь мы переходим к следующему этапу нашего повествования.

Галапагосские острова сыграли большую роль в истории, потому что скорее всего именно они вдохновили Чарльза Дарвина на первые мысли об эволюции, когда тот посетил их в составе экспедиции на корабле флота ее величества "Бигль" в 1835 году. Эти острова вулканического происхождения находятся в Тихом океане недалеко от экватора, почти в тысяче километров к западу от Южной Америки. Они все достаточно молодые (им всего по миллиону лет) и образованы вулканами, поднимающимися со дна моря. Это значит, что все животные прибыли туда откуда-то еще – преимущественно из Южной Америки, и, по эволюционным меркам, недавно. Добравшись туда, особи могли перемещаться на остров достаточно просто, чтобы занять все из них, и достаточно редко, чтобы иметь возможность независимо эволюционировать, разделяться в перерыве между миграциями.

Когда первые игуаны прибыли на Галапагосские острова – неизвестно. Может быть, они приплыли с материка так же, как и на Ангилыо в 1995 году. Ближайший к материку остров – Сан-Кристобаль (Дарвин использовал английское название – Четем), но миллионы лет назад были и другие, после погрузившиеся под воду. Игуаны могли сначала переместиться на один из таких островов, а потом добраться и до тех, что сейчас на поверхности. Тогда они получили возможность развиться в новом месте, как те, что прибыли на Ангилью в 1995-м. Первые галапагосские игуаны эволюционировали в другой вид не только за счет обособленности (как языки), но и благодаря тому, что естественный отбор оставил только тех, кто обладал новыми навыками выживания. Сравнительно пустынный вулканический остров сильно отличается от континентальной Южной Америки.

Расстояния между островами гораздо меньше, чем от любого острова до материка. Поэтому миграции с острова на остров случаются относительно часто – раз в столетие, а не раз в тысячу лет. Благодаря чему со временем игуаны появились практически на всех островах. Однако миграции между островами были достаточно редкими, то есть позволяли популяциям независимо эволюционировать и избегать "контаминации" генов между миграциями, или даже настолько редкими, что популяции становились генетически далеки друг от друга и теряли возможность спариваться между собой. В результате на Галапагосах обитает три вида наземных игуан, не способных скрещиваться между собой. Conolophus pallidus встречается только на острове Санта-Фе. Conolophus subcristatus живет на нескольких островах, среди них – Фернандина, Исабела и Санта-Крус (возможно, на каждом острове со временем образуется новый вид). Conolophus marthae привязан к цепочке из пяти вулканов на севере острова Исабела.

Тут, надо заметить, прослеживается еще одно интересное явление. Помнишь, я упоминал о том, что озеро или оазис могут считаться островом, даже если не являются клочком суши посреди воды? То же можно сказать о каждом из пяти вулканов острова Иса-бела. Каждый из них окружен территорией с густой растительностью (зеленое на рисунке внизу), похожей на оазис, отделенный от соседнего вулкана пустыней. На большинстве Галапагосских островов по одному вулкану, но на Исабеле их пять. Если уровень моря повысится (например, от глобального потепления), Исабела станет пятью островами, разделенными морем. Таким образом, каждый вулкан представляет собой подобие острова внутри острова. Так и разделились игуаны (и гигантские черепахи), вынужденные питаться растительностью только на склонах вулканов.

Не всегда изоляция из-за какой-нибудь естественной преграды ведет к эволюционному разделению (на самом деле преграда не всегда бывает географической, есть и другие варианты, особенно у насекомых, но я не хочу все осложнять и отягощать тебя лишними подробностями). С того момента, когда две популяции достаточно отдалятся друг от друга, чтобы потерять возможность скрещиваться, географический барьер становится необязательным. Два вида пойдут разными эволюционными путями и никогда больше не перемешают свои ДНК. Именно такой процесс лежит в основе происхождения большинства животных, когда-либо возникших на этой планете. Позже мы убедимся, что именно так отделились предки, скажем, слизняков от предков всех позвоночных, включая нас.

На определенном этапе истории галапагосских игуан от них эволюционно отделилась ветвь, породившая новый, особый вид. На одном из островов, неизвестно, на каком именно, местная популяция игуан принципиально изменила свой образ жизни. Вместо того чтобы поедать растительность на склоне вулканов, они отправились на берег и принялись за водоросли. В результате естественного отбора остались наиболее искусные пловцы, и до сих пор их потомки ныряют за водорослями. Их называют морскими игуанами, и, в отличие от наземных, они встречаются только на Галапаго-сах. У них много приспособлений для жизни в море, что делает их непохожими на прочих игуан, не только галапагосских, но и любых других. Несомненно, они эволюционировали из сухопутных игуан, но они не так уж близки к современным галапагосским игуанам, что наводит нас на мысль об их происхождении от какого-нибудь уже вымершего общего предка, заселившего острова с континента задолго до появления современных представителей рода Conolophus. На разных островах выделяют несколько пород морских игуан, но не видов. Возможно, когда-нибудь одна из этих пород изменится настолько, что будет считаться другим видом рода морских игуан. Похожая история произошла с гигантскими черепахами, лавовыми ящерицами, странными нелетающими бакланами, пересмешниками, вьюрками и многими другими животными и растениями Галапагосских островов. Такие процессы протекали повсюду. Галапагосы – всего лишь один из ярких примеров. Острова (в том числе озера, оазисы и горы) производят новые виды. Река тоже способна на такое. Если животному трудно пересечь реку, гены в популяциях на разных берегах иногда обособляются, как и диалекты, которые со временем могут стать самостоятельными языками. Горы тоже играют немаловажную роль в разделении. Большое значение имеет и расстояние. Испанские мыши связаны с китайскими цепочкой родственных пород через всю Евразию. Однако гену требуется слишком много времени, чтобы добраться от одной мыши к другой, одолев такое расстояние, – с таким же успехом они могли бы жить на разных островах. В итоге эволюция испанских и китайских мышей пойдет в разных направлениях.

У трех видов галапагосских сухопутных игуан было в распоряжении всего несколько тысячелетий для разделения. По прошествии сотен миллионов лет потомки одного предка могут отличаться друг от друга, как таракан от крокодила. Так и есть на самом деле, ведь когда-то жил прапрапра (и еще много раз прадедушка всех тараканов (а заодно и многих других животных, в том числе слизней и крабов), и он же приходился древним предком (назовем его "прапредком") всех крокодилов (не говоря уже обо всех остальных позвоночных). Но чтобы найти настолько старого и древнего прапредка, тебе придется вернуться на миллиард лет назад, а то и больше. Это было так давно, что нелепо гадать, что за преграда первоначально разделила две эволюционные ветви. Что бы то ни было, оно было в море, потому что в те далекие времена сухопутных животных еще не существовало. Возможно, вид прапредков мог обитать только на коралловом рифе, и две популяции находились на двух рифах, разделенных непреодолимой толщей воды.

Из предыдущей главы мы узнали, что для встречи с прапредком шимпанзе и человека необходимо вернуться на 6 миллионов лет назад. Не так далеко, поэтому мы еще можем догадаться, какой барьер поспособствовал изначальному разделению вида. Предположительно им стала Великая рифтовая долина в Африке, на востоке от нее эволюционировали люди, на западе – шимпанзе. Позже вид предка шимпанзе разделился на обычных шимпанзе и карликовых шимпанзе – бонобо. В этом случае барьером считается река Конго. Опять же из предыдущей главы ты выяснил, что общий предок всех млекопитающих жил примерно 185 миллионов лет назад. С тех пор его потомки ветвились и разделялись снова и снова, образовав все тысячи видов млекопитающих, населяющих сегодня эту планету. В их числе 231 вид хищников (собаки, кошки, хорьки, медведи и другие), 2 тысячи видов грызунов, 88 видов китов и дельфинов, 196 видов парнокопытных (коровы, антилопы, свиньи, олени, овцы), 16 видов непарнокопытных (лошади, зебры, тапиры и носороги), 87 видов кроликов и зайцев, 977 видов летучих мышей, 68 видов кенгуру, 18 видов человекообразных обезьян (к ним относится человек) и многие, многие виды, вымершие к настоящему времени (включая несколько вымерших видов человека, знакомых нам только по окаменелостям).





Рекомендуем к прочтению



Здесь вы можете написать отзыв

* Текст комментария
* Обязательные для заполнения поля