Что ответить дарвинисту? Часть II

Рухленко Илья

Если кратко, в этой работе авторы рассказывают о том, что в популяциях гуппи, подверженных сильному хищническому давлению, время достижения самцами и самками гуппи половозрелости – меньше, чем в популяциях, где хищническое давление является низким. То есть, в тех популяциях, где эти рыбки подвергаются повышенному риску хищничества, они «созревают» раньше, чем в популяциях с низким давлением хищников. Точно так же и размер особей, достигших половозрелости, в популяциях гуппи с высоким хищническим давлением – меньше, чем в популяциях гуппи с низким хищническим давлением. Скорее всего, эти параметры связаны. То есть, средний размер тела вступающих в размножение гуппи меньше именно потому, что рыбки вынуждены созревать раньше.

Понятно, что там, где рыбки каждую минуту рискуют

быть съеденными до размножения, становится выгодным созреть как можно раньше, чтобы успеть размножиться до того, как тебя съедят.

И вот авторы исследования нашли такие места в природных местообитаниях гуппи, которые различались степенью хищнического давления. Они нашли участки реки, разделенные водопадами, где в нижней части (под водопадом) гуппи обитали совместно с хищной цихлидой Crenicichla alta. А также с другими видами хищных цихлид и еще c хищными представителями семейства харациновых. Некоторые из этих видов (в том числе, и озвученная Crenicichla alta) предпочитают охотиться на любых взрослых гуппи обоих полов без разбора.

А вот в верхней части (над водопадом) живет только цихлида Rivulus hartii, которая является всеядной, и лишь иногда охотится на гуппи. Поэтому данный участок реки можно считать участком с низким хищническим давлением (для гуппи).

Авторы исследования нашли такие места (над водопадом), где гуппи вообще отсутствовали. И пересадили туда группу гуппи из-под водопада. То есть, исследователи пересадили гуппи из участков с высоким хищническим давлением в участки с исходно низким хищническим давлением. И потом в течение 11 лет наблюдали за изменениями, происходившими в популяциях гуппи «над водопадами».

О результатах этих наблюдений авторы доложили в той самой статье, про которую здесь идет речь (Reznick et al., 1997). В этой статье авторы утверждают, что они обнаружили эволюцию гуппи под действием естественного отбора. На основании того, что гуппи «над водопадом» на реке Aripo стали теперь (спустя 11 лет) достигать половой зрелости примерно на 9-20% позже того исходного значения, которое наблюдалось «под водопадом». Примерно в рамках таких же значений (13–17%) увеличилась и масса самцов и самок, впервые вступающих в размножение «над водопадом», по сравнению с массой самцов и самок, впервые вступающих в размножение «под водопадом».

На втором опытном участке, на реке El Cedro, спустя 7.5 лет после переселения, время достижения половозрелости «над водопадом» тоже увеличилось (примерно на 4-11%), и рыбки, впервые вступающие в размножение, тоже стали тяжелее (на 4–7%). [40]

Отсюда авторы почему-то сделали вывод, что гуппи эволюционировали под действием соответствующего естественного отбора. Правда, не очень понятно, на что конкретно здесь «давил» естественный отбор?

40

Конкретные значения (Reznick et al., 1997):

1) На участке реки Aripo спустя 11 лет (или примерно 18 поколений): самцы «над водопадом» -58.2 дня против исходных 48.6 дней (до достижения половозрелости); самки «над водопадом» 93.5 дней против 85.6 дней «под водопадом». Масса самцов «над водопадом» 76.1 мг против 67.5 мг самцов «под водопадом». Масса самок 189.2 мг «над водопадом» против 162.3 мг «под водопадом».

2) На участке реки El Cedro, спустя 4 года (или 6.9 поколений): самцы «над водопадом» 72.7 дня против исходных 60.6 дней у самцов «под водопадом»; самки «над водопадом» 95.5 дней против 94.1 дня «под водопадом». Масса самцов «над водопадом» 62.4 мг против 56.0 мг самцов «под водопадом». Масса самок 118.9 мг «над водопадом» против 116.5 мг «под водопадом».

3) На участке реки El Cedro,

спустя 7.5 лет (или 12.7 поколений): самцы «над водопадом» 52.5 дней против исходных 47.3 дней у самцов «под водопадом»; самки «над водопадом» 80.4 дней против 75.8 дней «под водопадом». Масса самцов «над водопадом» 74.4 мг против 71.5 мг самцов «под водопадом». Масса самок 152.1 мг «над водопадом» против 141.8 мг «под водопадом».

Ведь можно теоретически рассудить, что быстрое достижение половозрелости – лучше в любом случае, независимо от присутствия или отсутствия хищников. Потому что фактор времени работает против этих рыбок в любом случае. Помимо хищников, рыбки могут заболеть инфекционными заболеваниями, или даже просто травмироваться. Поэтому тянуть с размножением (в рамках дарвиновских представлений о природе) вряд ли стоит.

Однако на подобные теоретические рассуждения столь же теоретически можно возразить, что повышенный размер особей, вступающих в первое размножение, может быть, благотворно сказывается на дальнейшей продолжительности их жизни, и как следствие, на всё том же размножении (плодовитости) этой рыбки.

Например, одно дело, когда растение вырастает до высоты одного метра, и сразу же начинает размножаться. И совсем другое дело, когда растение «терпит», откладывая собственное размножение до «лучших времен», и вырастает высотой в 10 метров. И только после этого начинает размножаться. Понятно, что в этом случае растение сможет произвести на свет гораздо большее число потомков (или лучше обеспечить своё потомство ресурсами, или и то и другое вместе), чем растение, которое «поторопилось» с размножением, достигнув размера всего один метр. С другой стороны, пока растение растёт до высоты 10 метров, с этим растением может случиться много всяких неприятностей. В том числе, и роковых неприятностей, которые могут привести к гибели этого растения. В таком случае, оно вообще не оставит никакого потомства. Понятно, что это тоже плохо.

Поэтому описанные выше «торопливые» и «неторопливые» растения можно рассматривать, как разные стратегии размножения. Каждая из этих (практически противоположных) стратегий имеет свои достоинства и недостатки. И в результате, обе эти стратегии, в принципе, могут быть «взяты на вооружение» разными организмами. В современной биологии так и считается. Описанные стратегии размножения известны, как r,K-стратегии. Где к r-стратегам относятся организмы, «торопливые» до размножения, а к K-стратегам – организмы, «неторопливые» до размножения.

Как я только что сказал, каждая из этих стратегий в общем, вполне достойна, чтобы реализоваться в живой природе (теми или иными организмами). Однако конкретные условия окружающей среды (в каком-нибудь конкретном местообитании) могут сделать одну стратегию более выгодной (в этих условиях), чем другую.

Например, в нестабильных местообитаниях, где жизнь конкретной особи может в любой момент прерваться от каких-нибудь «факторов неодолимой силы», становится выгодной именно r-стратегия. То есть, становится выгодно вырасти и созреть как можно быстрее, чтобы успеть оставить потомство до того момента, как погибнешь.

И наоборот, в стабильных и благоприятных условиях определенные преимущества получает K-стратегия. Например, растение K-стратег в таких местообитаниях может не размножаться, а тратить все ресурсы на дальнейший рост. В результате оно перерастёт всех своих конкурентов (которые «поторопились» с началом размножения), и просто задавит их в конкурентной борьбе (например, за счет перекрывания доступа к свету). После этого такое растение может спокойно начать размножаться. Ведь оно уже захватило весь необходимый ему объем ресурсов, и теперь может спокойно и долго жить в этом богатом и стабильном местообитании, из года в год производя всё новое потомство. Причем каждый раз понемногу, чтобы не «надорваться», и не быть вытесненным конкурентами из этого (уже завоеванного) «райского уголка». Но общее количество потомства, произведенное таким растением-доминантом за все годы его жизни, может оказаться просто огромным.