Помимо этого, биологи обнаружили целую плеяду интересных различий между предковой и новой популяцией стенных ящериц:
1. Плотность населения ящериц на островке Pod Mrcaru оказалась намного выше, чем на исходном островке Pod Kopiste (откуда были взяты первые пять пар ящериц).
Кроме того, представители новой популяции ящериц оказались:
2. В целом немного больше по размеру.
3. Их ноги оказались короче, чем у представителей предковой популяции.
4. Они слабее реагировали на угрозу хищника.
5. Они развивали меньшую скорость бега.
6. Их головы оказались пропорционально больше в длину, ширину и высоту.
7. Сила укуса оказалась выше, чем у представителей предковой популяции (Табл. 2):
Таблица 2. Из работы (Herrel et al., 2008), иллюстрирующая изменения в длине, высоте, ширине головы и силе укуса (обведено красными рамками) итальянских стенных ящериц из новой популяции, размножившейся на острове Pod Mrcaru от ящериц, переселенных с острова Pod Kopiste.
8. В диете резко возросла доля растительной пищи в весенне-летний период – 34 % весной и 61 % летом против 7 % весной и 4 % летом в предковой популяции (Рис. 15):
Рисунок 15. Резкие изменения в диете итальянских стенных ящериц новой и старой популяций. Черными столбиками обозначена доля растительной пищи в рационе ящериц, белыми столбиками – членистоногие. Рисунок взят из работы (Herrel et al., 2008).
9. И наконец, самое удивительное, у всех препарированных ящериц новой популяции в пищеварительной системе обнаружилось нечто вроде нового органа (!) «cecal valve» (цекальный клапан), который имеет вид складки (перегородки) на внутренней стороне кишечника. Это образование задерживает прохождение пищи через кишечник и образует некие «ферментативные палаты», где целлюлоза преобразуется в более удобоваримые вещи. Таким образом, это новоприобретение улучшает усвоение растительной пищи.
Подобные морфологические образования имеются у некоторых растительноядных ящериц из этого семейства (Lacertidae) и из других семейств ящериц (агамовые, игуановые). Однако никогда до этого не регистрировались у обсуждаемых итальянских стенных ящериц (Podarcis sicula) или у ящериц P. melisellensis. В целом, это морфологическое образование имеется менее чем у 1 % всех существующих ящериц и змей.
Таким образом, исследователи столкнулись не только с количественными морфологическими изменениями, произошедшими в новой популяции, но и с качественными, выразившимися в появлении новых морфологических структур!
10. Более того, в кишечнике ящериц новой популяции обнаружились нематоды (круглые черви). Авторы работы посчитали нематод индикаторами присутствия в пищеварительной системе ящериц симбиотических микроорганизмов, перерабатывающих целлюлозу из растительной пищи. Поскольку у ящериц исходной популяции (на островке Pod Kopiste) нематоды не были найдены, то авторы предположили, что симбиотические микроорганизмы появились в новой популяции, вероятно, тоже вместе с новым органом, и (или) в связи с резким изменением пищевого рациона в сторону растительноядности.
Как видим, список произошедших изменений весьма впечатляет. Во-первых, произошли множественные количественные морфологические изменения, а во-вторых, еще и качественные (морфологическое новообразование в пищеварительной системе). И весь этот «букет» изменений случился с новой популяцией всего за 36 лет (авторы пишут примерно о 30 поколениях).
Первые четыре пункта изменений авторы связали с разной степенью хищничества на двух островках (Vervust et al., 2007). А именно: 1) более короткие ноги ящериц в новой популяции, 2) меньшую скорость бега, 3) ослабленную реакцию на хищников, и 4) большой размер тела – авторы связали с тем, что ящерицы, видимо, «расслабились» из-за меньшего хищнического давления. Авторы установили, что на новом островке искусственные модели ящериц реже атакуются птицами, чем на исходном острове (возможно, из-за лучшего растительного покрова). Поэтому (по предположению авторов) ящерицы и «расслабились» – по механизму, который я уже описывал выше (см. раздел «ящерицы и недоразумения»). В присутствии хищников самые медлительные ящерицы больше выедаются, поэтому популяция ящериц поддерживается в «спортивной форме». А при ослабленном хищническом давлении начинает выживать большее число ящериц. В том числе, и более медлительные, коротконогие и т. п. В результате, средние показатели озвученных признаков сдвигаются в соответствующую сторону.
Таким образом, первые четыре пункта изменений в ящеричной популяции вряд ли можно отнести к разряду эволюционных изменений вообще, и уж тем более, к эволюции под действием естественного отбора, в частности. Если уж нам очень хочется заявить именно об эволюции, то это пример антидарвиновской эволюции – когда сдвиг нормы признака произошёл из-за ослабления естественного отбора. И затем (предположим) этот «эволюционный сдвиг» закрепился в популяции чисто случайным образом, в результате банального дрейфа генов. Например, более резвые и длинноногие ящерицы просто сдохли по разным случайным причинам (в этой маленькой популяции), и остались только медлительные и коротконогие ящерицы. То есть, в популяции произошли некоторые наследственные изменения, но естественный отбор к этим изменениям не имел никакого отношения. А имела место чистая случайность.
Хотя (еще раз) озвученные изменения, возможно, вообще не наследственные, а являются просто результатом прекращения избирательного выедания хищниками (см. выше).
Однако другая часть новых и изменившихся признаков вряд ли появилась вследствие ослабления естественного отбора. Давайте еще раз посмотрим на эти признаки:
1. Головы ящериц в новой популяции оказались больше в длину, ширину и высоту (относительно размера тела), чем головы ящериц с исходного островка.
2. Сила укуса новых ящериц оказалась выше (у самцов на 14 %, у самок на 34%).
3. В диете резко возросла доля растительной пищи в весенне-летний период – 34 % весной и 61 % летом против 7 % весной и 4 % летом в предковой популяции.
4. В пищеварительной системе возникло новое морфологическое образование – цекальный клапан, замедляющий прохождение пищи по пищеводу, и дающий возможность кишечным микроорганизмам лучше переработать целлюлозу (из растительной пищи).
5. Наконец, авторы предположили, что ящерицы новой популяции, возможно, отказались и от территориального поведения (больше не защищают собственные участки), так как плотность ящериц в новой популяции оказалась намного выше, чем в старой популяции.
Авторы работы связали все эти изменения в единый адаптивный комплекс. Например, большие размеры головы позволяют новым ящерицам развивать более сильный укус. Что в свою очередь, облегчает ящерицам процесс откусывания прочных кусочков растений (листьев, стеблей). Одновременно, новый морфологический орган в кишечнике (цекальный клапан) помогает ящерицам лучше усваивать растительную пищу. И всё это вместе позволило ящерицам резко повысить долю растительной пищи в собственном рационе. И наконец, авторы предположили, что поскольку растительный корм – это более «предсказуемый» и доступный ресурс, чем насекомые, то ящерицы, ставшие в значительной степени растительноядными, отказались и от территориального поведения.
Вопрос, возникли ли (только что перечисленные) изменения именно по механизму естественного отбора в данном исследовании:
1) Вообще не изучался.
2) Более того, подобный механизм «эволюции» здесь вообще крайне маловероятен.
Во-первых, осталось неизвестным, повысили ли произошедшие изменения общую приспособленность ящериц на новом островке? Или наоборот, понизили? Или приспособленность не изменилась? Эти вопросы повисли в воздухе, так как сравнение приспособленности «старых» и «новых» ящериц в условиях нового островка вообще не проводилось (в рамках данного исследования).
Действительно, насекомые – это более ценный пищевой ресурс, чем растения (листья и стебли). Поэтому выгода «эволюционного перехода» ящериц новой популяции в сторону растительноядности – остаётся под большим вопросом, но к сожалению, в рамках обсуждаемого исследования этот вопрос вообще не изучался.
Более того. Если уклон в сторону растительной пищи – действительно выгоден, то почему подобный переход не случился (уже давным-давно) на исходном островке, где «испокон веков» обитала исходная популяция итальянских стенных ящериц? Это действительно странно. Мы видим, что уклон к растительноядности развился в новой популяции ящериц всего за 30 (!) поколений… но в то же время, на соседнем островке, с аналогичными условиями среды, такой переход не осуществился ни за 30 поколений, ни за 300 поколений, ни даже за 3000 поколений… Если растительноядной ящерицей быть выгодней, чем насекомоядной, то почему итальянские стенные ящерицы – не стали растительноядными еще миллион лет назад?
Понятно, что вопрос о выгоде (или об отсутствии выгоды) подобного перехода является крайне актуальным. Ведь если никакой выгоды от уклона в растительноядность, на самом деле, нет, тогда мы не имеем никакого права говорить, что произошедшие в ящерицах изменения – это результат именно естественного отбора (более приспособленных). К сожалению, нам остаётся только гадать на эту тему, поскольку, как уже говорилось выше, сравнение приспособленности между ящерицами с разными пищевыми стратегиями в условиях нового островка не проводилось.
Когда мы обсуждали «эволюцию ракушек», мы видели, что во многих таких работах разница в приспособленности раковин разной морфологии прямо исследовалась авторами. Причем как в эксперименте, так и в природе. А именно, выяснялась разница в успешности преодоления раковин (разной морфологии) хищными крабами. В случае же «эволюции итальянских ящериц» – нам остаётся только гадать на эту тему.
Поэтому Вам придётся сообщить (вашему дарвинисту) эту новость примерно таким образом:
– С прискорбием вынуждены сообщить Вам, что данный пример «морфологической эволюции ящериц под действием естественного отбора» не может считаться строго установленным примером «морфологической эволюции ящериц под действием естественного отбора», потому что «действие естественного отбора» в этом примере вообще не изучалось.
На этом дискуссию по этому «строго установленному примеру» Вам следует прекратить (я имею в виду, дискуссию с верующим дарвинистом). Потому что по теме беседы (реальные примеры эволюции в ходе естественного отбора) здесь обсуждать больше нечего.
Для наседающего на Вас верующего дарвиниста этого будет достаточно. Но не для нас. Потому что сам по себе этот пример слишком интересный, чтобы бросать его рассмотрение, едва начав.
Дальше я озвучу лишь возможные (гипотетические) варианты, поскольку, как я уже только что сказал, ничего более строгого (строго установленного) в отношении возможных причин эволюционных изменений из этого исследования не вытянуть. Но попытаться разобраться с этим примером всё-таки надо. Хотя бы в рамках теоретических предположений.
В первую очередь, здесь следует подождать независимых исследований, которые, может быть, прояснят ситуацию. Например, возможно, морфологическое новообразование, обнаруженное исследователями в пищеварительной системе ящериц новой популяции, на самом деле, не является новым для этого вида, а всё-таки иногда встречается у отдельных его представителей (пусть и очень редко)? Тогда это будет не «эволюция нового органа», а просто закрепление уже имеющегося (у данного вида) редкого признака в отдельно взятой популяции. Например, за счет всё того же дрейфа генов.
Не исключены и просто какие-то ошибки. Поэтому хорошо было бы проверить это удивительное исследование на воспроизводимость результатов – путем исследования этих же ящериц независимой группой исследователей.
Кроме того, здесь можно попытаться порассуждать, оставаясь в рамках общепринятой теории эволюции, но с помощью более убедительных теоретических сценариев. Поскольку, как я уже говорил выше, польза от уклона ящериц в растительноядность находится под большим вопросом (хотя бы просто потому, что ящерицы на соседнем островке не спешат становиться растительноядными), то даже рассуждая в рамках принятой теории эволюции, здесь следует предположить более сложные сценарии развития событий, чем просто естественный отбор.
Например, можно предположить такой сценарий:
а) Сначала в результате дрейфа генов ящерицы перестали быть территориальными. То есть, ген (или гены), отвечающие за территориальное поведение – просто выпали или «сломались» у одной из ящериц, завезённых на остров. И затем в силу чисто случайных причин потомки именно этой ящерицы расплодились на острове.
б) В результате, плотность новой популяции ящериц резко возросла (авторы исследования установили такой факт – серьезное повышение плотности ящериц на новом острове).
в) Расплодившимся не территориальным ящерицам перестало хватать привычных пищевых ресурсов в виде насекомых.
г) Вот поэтому (в таких условиях) начался естественный отбор этих всеядных ящериц (но с преобладанием в рационе животной пищи) в сторону преобладания растительной пищи.
А именно, любые изменения, позволяющие использовать растительную пищу более эффективно, стали полезными в новых условиях. И таким образом, в данной популяции закрепились и более крупные головы ящериц, способные развить более серьезное усилие при укусе (откусывании кусочков растительности). И пищевые предпочтения ящериц тоже изменились. И даже новое морфологическое образование (цекальный клапан) в пищеварительном тракте появилось, и быстро закрепилось в популяции за счет преимущественного выживания особей именно с таким признаком. И нужные симбионты тоже не замедлили поселиться в пищеварительной системе «новых» ящериц.
Можно предположить и другой, полностью аналогичный сценарий развития эволюционных событий, но только уже с другой стартовой причиной:
а) Сначала, из-за случайного дрейфа генов, на новом островке остались только такие ящерицы, которые предпочитали есть растительную пищу в значительно большем количестве, чем это было характерно для ящериц в старой популяции, даже несмотря на сравнительную бесполезность такого поведения.
б) В результате, начался естественный отбор в данном направлении. Любые изменения, позволяющие использовать растительную пищу более эффективно, стали полезными в новых условиях. И таким образом, в данной популяции закрепились и более крупные головы ящериц, способные развить более серьезное усилие при укусе (откусывании кусочков растений). И новое морфологическое образование в пищеварительном тракте быстро закрепилось в популяции, и нужные симбионты тоже поселились в пищеварительной системе «новых» ящериц.
в) На каком-то из 30 поколений ящерицы чисто случайным образом (снова за счет дрейфа генов) потеряли тягу и к территориальному поведению.
Наверное, можно предположить и какие-то другие гипотетические сценарии произошедших событий, задействуя тот же механизм: «дрейф генов + новое направление естественного отбора». Но к сожалению, всё это будет лишь гаданием на кофейной гуще. Как я уже говорил, мы не знаем (и никогда уже не узнаем), по какому именно сценарию развивались реальные события на этом островке.
Однако даже предложенные сценарии всё равно являются маловероятными. Маловероятными из-за чрезвычайно высокой скорости произошедших изменений (слишком высокой для механизма «случайные мутации + естественный отбор»).
Действительно, авторы исследования констатировали целый «букет» новых признаков, которые, весьма похоже, биологически согласованы друг с другом. И на появление и отбор всего этого «букета» было отпущено всего 30 поколений. Такая, воистину, сказочная скорость изменений меньше всего напоминает постулированный механизм эволюции («случайные мутации + естественный отбор»).
Если мы постулируем случайность появления соответствующих признаков, а потом еще и некоторый естественный отбор в ряду поколений, приводящий к закреплению этих признаков, то 30 поколений ящериц – неправдоподобно мало для такого механизма. Особенно если учесть, что и сам материал для эволюции, в данном случае, тоже был минимальным: 1) всего пять пар исходных ящериц в самом начале, и 2) небольшая популяция ящериц в самом конце. В связи с этим выглядит весьма странным, что из этого мизерного материала всего за 30 поколений как-будто по заказу «вырисовался» целый букет новых морфологических и поведенческих признаков: 1) более «мирные» пищевые предпочтения ящериц (в сторону растительноядности); 2) относительно крупные размеры головы (и как следствие, повышенная сила укуса); 3) появление нового морфологического образования в пищеварительной системе. Очевидно, что в рамках парадигмы «новые признаки – это случайные мутации» мы здесь имеем дело:
1. Либо с невероятным везением. То есть, исследователям крайне повезло натолкнуться на случай невероятного стечения обстоятельств.
2. Или с эффектом телепатической силы исследователей, чья вера в «теорию эволюции» так повлияла на объективную реальность, что сделала невероятное возможным. Например, сумела повлиять на опубликованные результаты.