Конечно, не все инвазивные виды стремятся захватить новые территории и не все способны к самостоятельному перемещению, однако люди проявили себя подобным образом в нескольких случаях. Добраться до места – это далеко не единственная проблема для инвазивного вида, хотя (как в случае с заселением Австралии) захват новой территории – неважно, умышленный или непреднамеренный, – в реальности может оказаться довольно трудным. Для благополучного существования инвазивного вида его новая популяция должна распространиться далеко за пределы места своего внедрения (интродукции){21}. И здесь основной тезис подтверждает богатый набор сведений, собранных Вильямсом об австралийских стоянках древних людей. Древние места стоянок, обнаруженные археологами в Австралии, широко разбросаны по территории континента, и это показывает, что люди перемещались из исходной точки, повсеместно заселяя подходящие для жизни районы нового континента, возможно двигаясь вдоль рек и морских берегов. Такое распространение подразумевает рост численности населения, поскольку 3000 человек не могут полностью заселить весь континент. Люди, которые ступили на землю Евразии, похоже, также очень быстро расселились по территории своего нового континента в масштабах геологического времени, а может даже и в масштабах времени, сопоставимого с продолжительностью человеческой жизни.
Не каждый чужеродный вид, прошедший через все этапы высадки, выживания, расселения и увеличения численности, оказывается жизнеспособным в течение длительного времени. Фактически широко распространенная в инвазивной биологии идея оказывается «правилом десяти». Данная концепция утверждает, что только 10 % всех видов выходят за пределы начального ареала (можете их назвать «путешествующими видами») – благодаря собственной инициативе или вследствие активности других видов. Из этих новичков только 10 % смогут прижиться в диких условиях. Это будут путешествующие и распространяющиеся виды. Всего около 10 % от этих распространяющихся видов смогут закрепиться в качестве жизнеспособных диких популяций. И наконец, только десятая их часть станет видом-вредителем, разрушающим экосистему или, в лучшем случае, угрожающим местным видам или конкурирующим с ними.
Таким образом, если, к примеру, начать с миллиона видов, то только 100 000 из них переместятся на новую территорию, только 10 000 будут размножаться в диких условиях, только 1000 сформирует жизнеспособную популяцию, и только 100 станут вредителями. То есть мы поднимаем много шума из-за очень небольшого числа видов, которые подвергаются очень трудному испытанию.
Зачем? Беспокоимся мы потому, что, как показывает история нашей планеты, очень малое число видов может вызвать значительные изменения. Многие экологи считают, что инвазия – это одна из пяти основных причин исчезновения видов. Остальные причины – изменение климата, разрушение мест обитания, загрязнение окружающей среды, болезни и нерациональное использование биологических ресурсов (людьми), которое приводит к их истощению. В реальной жизни все эти факторы связаны друг с другом и действуют совместно; и только крайне редко, если такое вообще случалось, вымирание вызвано каким-то одним из них. Фактически, как только начинает действовать один из этих факторов, экосистема может стать более восприимчивой к остальным опасным факторам, особенно к появлению инвазивного вида. Взаимодействие факторов и неочевидная уязвимость местных видов к каждому из них затрудняет определение относительной роли инвазивных видов как потенциальной причины вымирания.
Всего насчитывается пять случаев глобального массового вымирания видов. Вызваны они были масштабными катаклизмами вроде извержения вулкана или падения астероида. Считается, что последний привел к исчезновению динозавров. Есть мнение, что люди являются причиной шестой волны массового исчезновения видов, которое происходит прямо сейчас{22}.
И если вы спросите, а существуют ли доказательства того, что инвазивные виды способствуют последовательному, ежедневному сокращению биологического разнообразия, то ответ будет утвердительным. Например, в своей известной статье, опубликованной в соавторстве с коллегами в 1998 г., Дэвид Уилков, старший эколог Фонда защиты окружающей среды (г. Вашингтон, округ Колумбия), рассмотрел 1880 видов, обитавших на территории США и признанных некоммерческой организацией «Охрана окружающей среды», Службой охраны рыбных ресурсов и диких животных США и Национальной службой морского рыболовства США видами, находящимися под угрозой исчезновения. Собирая подробные сведения о каждом виде или популяции, исследовательская группа Уилкова проанализировала и упорядочила причины возникновения угрозы исчезновения для всех рассмотренных видов{23}. Разрушение или уничтожение мест обитания – это самый распространенный фактор, оказавший влияние на 85 % видов. Все довольно просто. Ни один вид не сможет существовать, если он не располагает достаточным пространством для жизни. 49 % от общего числа видов оказались под угрозой из-за конкуренции с чужеродными, инвазивными видами за используемые ресурсы. Загрязнение окружающей среды, которое, по сути, является разновидностью разрушения местообитаний, угрожает 24 % от общего числа видов. Еще 17 % страдают от использования человеком природных ресурсов выше уровня их естественного восстановления. В качестве документально подтвержденного примера можно привести изменение популяции атлантической трески. И только 3 % от общего числа видов, включенных в исследование, подвержены угрозе исчезновения вследствие болезней.
Конечно, в течение последних нескольких веков главным обвиняемым в уничтожении мест обитания растений и животных является человек. Наши добывающая промышленность (будь то заготовка древесины, ловля рыбы или добыча полезных ископаемых), земледелие и животноводство, развитие инфраструктуры, в том числе дорог, зданий и сооружений, трубопроводов, плотин и водохранилищ, ухудшают качество среды обитания или даже уничтожают местообитания. В итоге многие причины, приводящие к деградации и потере местообитаний, могут быть связаны только с одним-единственным видом – с нами, современными людьми.
Еще одно исследование причин исчезновения видов было проведено Мигелем Клавьеро и Эмили Гарсиа-Берто из Университета Жироны (Испания){24}. Они собрали статистические данные по всем 680 исчезнувшим или находящимся под угрозой исчезновения видам животных, занесенным в Красный список Международного союза охраны природы. Для 170 видов (25 %) из общего числа была установлена конкретная причина вымирания. Одной из самых частых причин, ответственной за 54 % случаев вымирания (91 вид), оказались инвазивные виды. Результаты этого и других исследований приводят к общему выводу: главным способствующим фактором во многих, если не в большинстве случаев вымирания видов животных являются инвазивные виды. В глубокой палеонтологической перспективе мы, люди, должны рассматриваться как инвазивный вид для любого региона, за исключением Африки.
Признание Homo sapiens инвазивным видом помогает многое понять о нашем прошлом и настоящем положении в эволюционном процессе. Инвазивная биология предлагает новые методы и средства для изучения нашей эволюционной истории и определения нашего места в природе.
Инвазивная биология начала успешно развиваться как область науки с 1958 г., когда эколог Чарльз Элтон из Оксфордского университета опубликовал свою основополагающую работу «Экология нашествий животных и растений»{25}. В этой книге был описан захватывающий парадокс: появление в экосистеме нового вида может иметь как очень серьезные, так и крайне незначительные последствия. В поисках объяснений механизмов нашествий и их возможных результатов исследователи изучили практически все, что касается ответной реакции множества видов, начиная с малоподвижных морских организмов и заканчивая насекомыми, растениями, рыбами, птицами и млекопитающими, на вторжение чужаков.
В процессе исследования уточнялась терминология, формулировались и проверялись основные принципы и законы, а интонация текста изменялась. Элтон писал о «чужеродных видах», «чужаках» и «захватчиках»; сегодня экологи часто используют более нейтральные слова, говоря о «колонизаторах», «интродукции видов» или «неместных видах». И хотя я понимаю, что эмоционально окрашенные термины могут мешать объективному восприятию информации, я все же делаю свой выбор в их пользу, поскольку эти определения подчеркивают суровую реальность тех изменений, которые могут быть обусловлены появлением одного-единственного нового вида. Использование безликих, нейтральных терминов чревато тем, что правда о реальном влиянии инвазии окажется завуалирована.
В процессе исследования уточнялась терминология, формулировались и проверялись основные принципы и законы, а интонация текста изменялась. Элтон писал о «чужеродных видах», «чужаках» и «захватчиках»; сегодня экологи часто используют более нейтральные слова, говоря о «колонизаторах», «интродукции видов» или «неместных видах». И хотя я понимаю, что эмоционально окрашенные термины могут мешать объективному восприятию информации, я все же делаю свой выбор в их пользу, поскольку эти определения подчеркивают суровую реальность тех изменений, которые могут быть обусловлены появлением одного-единственного нового вида. Использование безликих, нейтральных терминов чревато тем, что правда о реальном влиянии инвазии окажется завуалирована.
Никто не ждет, что совершенно разные виды животных, с разным образом жизни, режимом питания, репродуктивными и двигательными способностями, будут вести себя одинаково в условиях нашествия чужеродного вида. Появление нового вида нематоды за короткий период времени может оказать не столь сильное и всеобъемлющее влияние на экосистему, как, скажем, появление нового опасного вида хищных млекопитающих. Тем не менее становятся понятны некоторые фундаментальные принципы, в соответствии с которыми в общем случае происходит инвазия, и эти принципы могут оказаться полезны для изучения выживаемости человека как биологического вида.
Осторожно, внимательно и разумно мы можем использовать методы инвазивной биологии для того, чтобы посмотреть на самих себя и на свою эволюционную историю. Это относительно молодая область науки открывает нам новый взгляд на некоторые из величайших вопросов, возникающих при исследовании эволюции человека. Почему мы ведем свою родословную именно от Homo sapiens? Почему и как исчез последний широко распространенный «другой» вид гоминин, Homo neanderthalensis, обитавший на той же территории, на которой благополучно распространился новоприбывший Homo sapiens?
Не всем палеоантропологам пришлось по душе определение неандертальцев как Homo neanderthalensis (отдельный вид), которое я использую в этой книге. Некоторым ближе определение Homo sapiens neanderthalensis (подвид современных людей). Я не собираюсь заниматься разбором таксономических доказательств, я хочу, чтобы читателю было понятно, о какой группе я пишу в каждом конкретном случае. Несомненно, существуют морфологические отличия между многими частями тела неандертальцев и современных людей. Любого можно быстро научить отличать череп современного человека от черепа неандертальца; специалисты, имеющие профессиональный интерес, обычно могут распознать и другие части скелета и без особых трудностей определить, какому биологическому виду они принадлежат. Кроме того, между неандертальцами и современными людьми были и культурные различия. В конце концов, относятся ли они к двум отдельным видам или только к сильно отличающимся подвидам, не так важно для моего рассказа.
Еще одним потенциальным источником споров и неразберихи оказываются орфография и произношение. Распространенное название для неандертальцев – Neanderthals или иногда Neandertals. Первое, которое я здесь использую, произошло от названия вида, данного при раскопках в 1861 г., – Homo sapiens neanderthalensis. Позже немецкое написание было пересмотрено, чтобы правильно отразить произношение слова – NeanderTAL. Латинское название вида нельзя изменить, чтобы привести в согласие с новым произношением, тем не менее некоторые антропологи все же используют название Neandertal. Самое важное – правильно понимать, о каком именно живом существе вы говорите или пишете.
Изучение генетического материала, полученного из костей неандертальцев, выявило некоторые неприятные проблемы в классификации двух групп, находящихся в тесной взаимосвязи. Обычно вид определяют как совокупность популяций особей, способных к свободному скрещиванию, репродуктивно изолированную от генетически близких форм. Это означает, что представитель одного вида не скрещивается с представителем другого вида и не дает плодовитого потомства. На практике оказывается, что этим определением очень трудно воспользоваться.
Клифф Джолли, который был моим консультантом при подготовке докторской диссертации, большую часть своей профессиональной деятельности посвятил изучению зон гибридизации, в которых происходит скрещивание двух из пяти общепризнанных видов павианов. Если с течением времени зоны и степень гибридизации остаются примерно постоянными, то это говорит о том, что эти две формы павианов могут считаться самостоятельными видами. И наоборот, если скрещивание происходит более часто и при этом не оказывает негативного влияния на жизнеспособность гибридных особей, тогда два предполагаемых вида могут находиться в процессе разделения одного от другого, то есть на стадии формирования действительно самостоятельных видов.
Зоны гибридизации встречаются не так уж редко. Известны зоны гибридизации у жаб, саламандр, птиц и многих видов млекопитающих, не только павианов. В действительности известно множество случаев, когда люди умышленно способствовали скрещиванию пойманных животных, которые без участия человека или никогда бы не встретились, или уж точно не стали бы скрещиваться в условиях дикой природы. Что мы можем сказать о лигре – помеси льва и тигра? Свидетельств существования этого зверя в дикой природе нет, поэтому вопрос этот спорный. Однако биология – сложная и не очень точная наука, описывающая формирование, изменение и вымирание видов, и все эти процессы происходят непрерывно, если рассматривать их на достаточно длинном временно́м интервале.
Поскольку геном каждого нового поколения в пределах вида изменяется со временем, прочертить строгие и прочные связи между видами довольно сложно. Множество родов приматов состоят более чем из одного вида; например, род южноамериканских обезьян Callicebus (прыгуны) содержит 29 отдельных видов. Однако состояние современной классификации видов частично зависит от того, какой из групп удалось выжить. Выживание видов, в свою очередь, определяется их способностью адаптироваться, особенностями среды обитания и пищевыми предпочтениями, потерей или созданием необходимых мест обитания, изменением климата, взаимодействием с другими видами и множеством других сложных факторов. Люди отличаются тем, что у них сохранился один-единственный род, включающий единственный вид, тогда как для горилл, шимпанзе, орангутанов и гиббонов – обезьян – характерно наличие нескольких видов в роде. Правда, другие роды приматов тоже монотипические.
Люди надеялись – некоторые особенно страстно, – что развитие генетических исследований даст нам решение вопроса идентификации видов. Ряд первостепенных задач был связан с крайне сложной процедурой извлечения неискаженной ДНК из древней костной ткани. На начальных стадиях решения этой проблемы использовали митохондриальную ДНК (мтДНК), копии которой присутствуют в каждой клетке тела в количестве от 100 до 1000 штук. Такое огромное количество копий повышает шансы на то, что нити неповрежденной мтДНК могут быть выделены, а затем сшиты вместе для получения полного митохондриального генома. Еще одной серьезной проблемой была высокая вероятность привнесения в исследуемые образцы мтДНК современных людей, источниками которых могли оказаться люди, участвовавшие в раскопках, генетики, техники, кураторы и палеоантропологи, работавшие с ископаемыми костями.
В конечном счете, проявляя повышенную осторожность, разделяя образцы и проводя исследования в двух независимых лабораториях, к 1999 г. удалось восстановить большую часть (400 пар оснований) митохондриального генома неандертальца. Это был настоящий прорыв. По мере развития и появления более совершенных методов генетических исследований удавалось расшифровывать и публиковать сведения о большем числе геномов. Анализ первой группы митохондриальных геномов, принадлежащих примерно 10 особям, не выявил каких бы то ни было пересечений между геномами неандертальцев и современных людей. Как написал генетик Маттиас Крингс из Института эволюционной антропологии общества Макса Планка в первой опубликованной статье по генетике неандертальцев: «Эти результаты показывают, что митохондриальный генофонд неандертальцев в течение длительного периода времени развивался и эволюционировал не так, как генофонд современных людей, и нет никаких признаков того, что неандертальцы и современные люди имели общую мтДНК»{26}. Другими словами, невозможно спутать митохондриальный геном неандертальца и современного человека; как показали первые полученные результаты, эти геномы абсолютно независимы.
Митохондриальные ДНК короче ядерных ДНК и передаются только по материнской линии, что дает некоторые преимущества при их исследовании. Какими бы мтДНК вы, я или любой другой человек ни обладали, все они получены от наших матерей. Наши отцы практически не передали ни вам, ни мне своих мтДНК. Это связано с тем, что половая клетка (яйцеклетка) матери имеет и ядро, и цитоплазму. Именно в цитоплазме находятся органеллы, они же митохондрии, которые снабжают клетку энергией, а кроме того, служат хранилищем для мтДНК. Мужской вклад в оплодотворение обеспечивают сперматозоиды, которые представляют собой, по большей части, ядро с присоединенным к нему хвостиком. Вероятность того, что мтДНК отца будет передана потомству, очень мала, поскольку у сперматозоидов практически нет цитоплазмы, а значит, и число митохондрий мало́.