Если вы прилетите на Багамы^[63] – не важно, в какое место, – одну вещь вы непременно увидите. Не пляжи, не казино и не пальмы. Ну, пальмы-то вы, вероятно, увидите – было бы сложно оказаться на Багамах и не заметить их. Но еще более вездесущими – их встретишь на деревьях, тротуарах, на зданиях, на кустах, на земле, да практически везде – являются маленькие коричневые ящерицы, представители рода Anolis, те ящерицы, которых я изучаю.

Унылое название данного вида – коричневый анолис – не передает великолепия этой ящерицы. Следует признать, что на первый взгляд эти ящерицы длиной в шесть дюймов имеют довольно скучный оттенок коричневого, хотя иногда на теле попадаются изысканные ромбовидные или V-образные черно-белые отметины, идущие вдоль спины. Но вдруг неожиданно самец поднимает голову, зачастую выпрямляя передние лапы, чтобы быть выше, и из-под шеи появляется его блестящий красно-оранжевый подгрудок. Этот парадный «галстук» сочетается с его оживленным разудалым поведением – он бегает, позирует, дерется, ест, крутит интрижки. В общем, коричневым анолисам некогда скучать.

На Багамах трудно найти место, где нет этих ящериц, но Тому Шёнеру это удалось.

Являясь в настоящее время одним из видных экологов в мире, Шёнер собаку съел в том, что касается изучения карибских анолисов. Его интересовало, какое количество их видов способно сосуществовать в одном месте. В середине 1970-х годов Шёнер и его жена, биолог Эми Шёнер два года подряд летом отправлялись в плавание на Багамы, осматривая крупные и мелкие острова. Обычно Багамы описывают, как архипелаг, состоящий из семисот островов, но данное количество занижено – явное жульничество с названием. Дело в том, что самые крошечные острова – известняковые скалы с чахлыми кустиками и иногда с маленькими деревьями – официально именуют «утесами». Тысячи таких утесов разбросаны по всей территории Багамских островов, и Шёнеры посетили многие из них. Они обнаружили, что чем меньше их размер, тем меньше там растительности. А на самых крошечных утесах площадью всего в несколько десятков квадратных футов были лишь жалкие ее клочки.

И действительно, на этих крошечных островах в отличие от всех других мест на Багамах отсутствовали ящерицы.

Шёнеры решили поставить эксперимент. Казалось, что анолисы не могли выжить на маленьких островах. Но, с другой стороны, а почему нет? Даже сегодня ученым не вполне понятно, каким образом исчезают их популяции. Шёнеры воспринимали эти острова как возможность изучить процесс исчезновения вида: они решили поместить на них небольшое количество ящериц и понаблюдать за тем, как популяции сойдут на нет.

Но все пошло совсем не так. Шёнеры вели наблюдение за жизнью обитателей островов на протяжении пяти лет. Популяции на крошечных островах размером чуть больше ванны исчезли быстро. Популяции, жившие на островах чуть побольше, продержались немного дольше. Некоторые ящерицы смогли прожить в течение четырех лет. Но на всех островах с растительной зоной больше круга подачи популяции ящериц выжили и даже прекрасно себя чувствовали. Данный результат был неожиданным. Если острова были пригодны для жизни ящериц, то тогда почему они там отсутствовали? Шёнеры предположили, что, возможно, причиной являются периодические природные катаклизмы. А когда говоришь о природных катаклизмах Карибского бассейна, то первой строчкой в списке стоят ураганы.

НАУЧНАЯ ПУБЛИКАЦИЯ ШЁНЕРОВ появилась в 1983 году, но я прочитал ее только несколько лет назад, когда заканчивал работу над докторской диссертацией по теме повторяющейся адаптивной радиации анолисов. Ничего не зная о грозных ураганах, я увидел в этой публикации не историю выживания и исчезновения вида, а историю непреднамеренного эксперимента по эволюционной адаптации.

В моей докторской работе описано, как разные виды анолисов адаптировались к различным средам обитания. Одним из аспектов данной адаптации являлась длина их конечностей: у видов, лазающих по широким поверхностям, были более длинные лапы, а у тех, кто пользовался узкими поверхностями, лапы были короче. Учитывая тот факт, что на островах, куда Шёнеры внедрили ящериц, была разная растительность, их исследование представляло собой экспериментальное тестирование моделей, порожденных миллионами лет эволюционной адаптации.

Если краткосрочная и долгосрочная эволюции происходят одинаково, тогда у популяций анолисов на островах со скудной растительностью должны развиваться более короткие лапы. В то время, как у тех, что были помещены на острова с большим количеством растительности, отдаленно напоминающие ту среду, откуда их забрали, должны сохраняться более длинные конечности.

Я мечтал поставить эволюционные эксперименты с тех самых пор, когда услышал, как Джон Эндлер рассказывает о своем исследовании гуппи. Это был мой шанс. Все, что мне нужно было сделать, это убедить Тома Шёнера, что это хорошая идея.

Удобный случай подвернулся несколько месяцев спустя, на национальной конференции. Я заранее вышел на Шёнера, и мы договорились встретиться во время кофе-брейка. Нервничая, я высказал ему свою точку зрения, что, внедрив ящериц на острова с разными типами растительности, он, по сути, поставил эволюционный эксперимент, проверив влияние условий окружающей среды на адаптацию ящериц. Его реакция была такой, какую я не мог представить себе в самых смелых своих мечтах: он пригласил меня присоединиться к нему в его лаборатории в Калифорнийском университете в Дейвисе, чтобы исследовать, эволюционировали ли популяции так, как я предсказывал. Два года спустя, весной 1991 года я оказался на маленьком острове Стениел-Кей в центре Багамского архипелага.

КОГДА Я РАССКАЗЫВАЮ ЛЮДЯМ, что занимаюсь полевыми исследованиями на Багамах, они пытаются скрыть усмешку, но я всегда вижу ее. Я знаю, что они себе представляют: пляжи, пальмы, гамаки, коктейли «майтай» в стаканах с воткнутыми в них маленькими зонтиками.

Остров Стенил-Кей выглядел совсем иначе. Хотя бы потому, что из развлечений там только тучная негритянка без зонтика.

К тому же, там с трудом можно было найти пляжи, а растительность была представлена в основном редким сухим лесом с небольшим вкраплением пальм. Вместо легендарных курортов и роскошных уединенных вилл наличествовал только яхт-клуб «Стениел-Кей», в котором роскошным было только его название. Но чем этот клуб действительно выделялся, так это своим фирменным блюдом – макаронами с сыром, а еще огромными летающими тараканами. Номера были обшарпанными, а среди постояльцев встречались банкиры, матросы и даже перевозчики наркотиков.

Моя работа заключалась в том, чтобы поймать как можно больше ящериц из четырнадцати островных популяций, основанных Шёнерами более десяти лет назад. Целью было проследить, изменилась ли у ящериц, взятых из одного источника, длина лап в процессе адаптации к разным типам островной растительности.

Ловля коричневых анолисов – один из самых занятных видов полевой работы и может осуществляться самыми разными способами. Самый простой – это выйти на улицу ночью и попытаться схватить их, пока они дремлют. Анолисы спят очень открыто: на листьях и на концах тонких веток. Такие постели позволяют им мирно отдыхать: они знают, что любые вибрации, идущие от приближающегося к ним ночного хищника, выведут их из оцепенения в самый удобный для побега момент. Подобная стратегия выработалась с целью пресечь хищнические поползновения разных змей, крыс и многоножек – всех, кому нужно пройти по ветке, чтобы добраться до ящерицы. Но, к сожалению, она не срабатывает в случае с двуногим хищником с фонариком. В ярком свете ящериц четко видно на фоне зеленой листвы. Кто-то из них забирается высоко на деревья, но большинство ящериц находится в пределах досягаемости, и единственная сложность в том, чтобы ухватить их. Я аккуратно зажимаю их между двух ладоней, прежде чем они проснутся, разбуженные светом.

Второй способ охоты на ящериц более спортивный: для самых активных ящериц я использую лассо. Для этого я мастерю маленькую петлю из какого-нибудь волокнистого материала – я предпочитаю брать вощеную нить для зубов, белую, но не мятную зеленую, потому что ее не разглядишь среди листвы.

Прикрепив аркан к десятифутовой удочке, я выхожу на охоту. Как только я замечаю ящерицу – в идеале она должна сидеть на дереве в своей выжидающей позе, рассматривая окрестности и чуть приподняв голову, – я медленно подхожу к ней на десяток футов. Некоторые ящерицы не позволят вам подойти так близко, но коричневые анолисы делают это часто. Затем еще более медленно я придвигаю петлю, закрепленную на конце удочки, ближе к ящерице и накидываю ей на голову. Почему ящерица позволяет мне это сделать? Им незнаком этот гибкий кусочек белой нити, но и не опасен. На самом деле, иногда они пытаются поймать его и съесть.

Если все идет хорошо, я накидываю петлю вокруг шеи, а потом быстро тяну ее на себя. Вес тела ящерицы, сопротивляющейся натяжению нити, заставляет петлю затянуться туже. У них сильные шеи, а вес тела небольшой, так что ничего, кроме удивления, они не испытывают: задето бывает только их чувство собственного достоинства. Они, конечно, не испытывают при этом радости, хотя, как подтверждают их раскрытые рты, также не упускают возможности укусить меня, когда я вынимаю их из петли. У ящериц есть зубы, иногда довольно острые. Но у коричневых анолисов размер зубов такой, что они редко могут прокусить ими кожу.

Ах, если бы охота на ящериц была такой простой! На самом деле, судя по этому описанию, процесс поимки кажется легче, чем это есть на самом деле. Эти острова – не самое простое место для работы. Состоящие из пористого известняка утесы на островах подвергаются сильнейшей эрозии, что приводит к образованию на скальной поверхности отверстий, зазубренных краев и фрагментов, которые могут непредсказуемым образом подломиться под ногой.

Растительность там неоднородная: местами густая, а где-то преобладает метопиум ядоносный, неприятный родственник сумаха, способный врастать в дерево.

Да и сами ящерицы могут представлять собой проблему. Если некоторые будут стоять неподвижно и позволят вам накинуть петлю им на шею, то большинство ящериц, как минимум, бывают настороже, отворачивая голову в сторону, когда петля приближается, и даже пятясь по ветке назад. Плюс растительность затрудняет перемещение петли, а не вовремя случившийся порыв ветра относит ее в сторону. По этим причинам я сравниваю охоту на ящериц с ловлей рыбы внахлест – это некая первобытная битва человека с примитивным орудием и животного с крошечным мозгом. Я говорил об этом со многими любителями ловли внахлест, но обычно встречал недоверие и скептицизм.

Очевидно, что ловля внахлест это некий райский опыт, не имеющий аналогов на этой бренной земле. Тем не менее я могу сказать, что процесс поимки ящериц – это настоящая битва человека с природой, та, в которой меня зачастую переигрывает ящер, обладающий мозгом размером с горох.

Но есть и еще один способ добыть анолиса: подойти к нему и схватить его руками. В моем случае данный прием никогда не работает: ящерицы чувствуют мои намерения задолго до того, как я подойду к ним, и сматываются. Но один из моих коллег, Мануэль Лил, родившийся и выросший в Пуэрто-Рико среди анолисов, может подкрасться к ним, а затем молниеносным броском руки сорвать ящерицу с дерева. Я так до сих пор и не разобрался в магии этого заклинателя ящериц.

Для данного конкретного исследования сам акт поимки ящериц был лишь частью задачи. Гораздо сложнее было для начала добраться до крошечных экспериментальных островов. От Стениел-Кей острова находятся не так далеко – все они на расстоянии нескольких миль. Но так как я вырос в Сент-Луисе, то практически не владел навыками управления лодкой, не говоря уже о том, чтобы чинить капризные лодочные моторы. Каждый день, когда я выходил в море на судне Boston Whaler, который я арендовал в клубе, было непонятно, вернусь ли я назад или мне придется ждать, пока персонал не поймет, что я пропал, и не пошлет за мной кого-то.

Со временем у меня выработалась привычка брать с собой книгу и читать, пока идет поисковая операция.

Но самым неприятным моментом моего путешествия был тот день, когда мотор судна заглох прямо у крупного острова – он был гораздо крупнее экспериментальных островков, – на котором стоял дом, больше похожий на складское помещение, и имелась взлетная полоса. Островом владел человек, который, по слухам, был замешан в уголовных делах (в тот период на Багамах пышным цветом цвела наркоторговля, так как там находился перевалочный пункт из Южной Америки в США). Мне было сказано, чтобы я любой ценой избегал этого острова и его неблагонадежных обитателей. И теперь я оказался там, дрейфуя прямо у берега с заглохшим двигателем. Испытывая заметный мандраж (вряд ли я когда-то испытывал больший страх), я причалил к берегу, подошел к двери и постучал. Мне ответил дружелюбный мужчина. Я объяснил ему свое затруднительное положение, он связался по рации с клубом, и пятнадцать минут спустя я продолжил свой путь. Кто бы мог подумать, что наркодельцы такие милые люди. А может быть, они просто оценили наш достойный эксперимент?

Когда я ловил ящериц, я сразу укладывал их в маленькие пакеты и убирал в холодильник, чтобы они не перегрелись. В конце дня я возвращался в свой клоповник (самый неприятный момент заключался в том, что когда я насыпал в миску мюсли, чтобы позавтракать, из коробки вываливалось с десяток тараканов). Там я вкалывал ящерицам снотворное и быстро измерял длину их конечностей, пока они не придут в себя. На следующий день я возвращал их обратно на острова и отпускал ровно в том же месте, где поймал, целыми и невредимыми, да еще с кучей историй для своих сородичей.

Работа продвигалась гораздо медленнее, чем ожидалось. Стояла сухая ветреная весна – ужасные условия для ловли ящериц. Отсутствие дождей подавляло активность насекомых, а это означало, что им не хватало корма. Да к тому же, одновременное воздействие солнца и ветра способствовало потере влаги. Будучи чувствительными к засухе, ящерицы старались спрятаться подальше в ожидании лучших времен.

В середине дня было хуже всего: активность ящериц сходила на нет. За это время я прочитал всю свою печатную продукцию. Но когда мое путешествие четыре недели спустя подошло к концу, я смог поймать и измерить сто шестьдесят одну ящерицу.

Это происходило в то время, когда еще не было лэптопов. Каждый раз, делая замеры, я записывал их на листочке бумаги. Чтобы иметь всю информацию перед глазами, я пользовался старым проверенным методом и вносил данные в расчерченную вручную таблицу. В моих графиках не просматривались какие-то очевидные модели. И это совпадало с теми выводами, которые я сделал: между ящерицами с разных островов не было заметной разницы. Не могу сказать, что я был удивлен: все-таки популяции были молодые. Пожалуй, было еще рано ждать, что они эволюционируют за столь короткий промежуток времени.

Я вернулся в свой офис в Дейвисе и занялся текущими проектами. Про ящериц я не забывал, просто они перестали быть первостепенной задачей. Я уже знал, что там ничего не менялось, поэтому не торопился вбивать новые данные в компьютер. Но в конечном итоге я выполнил все пункты из списка необходимых дел и занялся вводом данных в статистическую программу на своем компьютере. Наконец-то настало время провести формальный анализ.

Поначалу я неверно истолковал результаты, высветившиеся на экране, посчитав их подтверждением моего предположения, что на островах не произошло ничего заметного. Но затем я снова взглянул на экран, и тут меня осенило. Популяции ящериц не только эволюционировали – все произошло в точности так, как мы и предсказывали. На тех островах, где ящерицы перемещались по тонким веткам, они, как правило, имели очень короткие лапы. А на островах, где животные использовали насесты пошире, их лапы были в целом длиннее. Мы экспериментальным путем продемонстрировали быструю адаптивную эволюцию в природе. (Нет нужды говорить, что это был последний раз, когда я использовал вручную расчерченную таблицу, чтобы увидеть предварительные итоги. В свою защиту могу сказать, что различия в длине лап между популяциями – хоть это и статистически важная информация – были маленькими и, следовательно, незаметными на самодельном графике).

Далее нам понадобилось какое-то время, чтобы осуществить полный и всеобъемлющий анализ и написать монографию.

К тому времени, когда наша публикация вот-вот должна была появиться в британском журнале Nature, мы с Томом Шёнером вернулись на Багамы для очередного полевого исследования (к нам также присоединился наш коллега Дэвид Спиллер). В этот раз мы занимались новым экспериментом на северном острове Багам Абако. Условия размещения заметно отличались от прошлых: номера лучше, еда лучше, меньше тараканов. Но, все равно, в наших номерах не было ни телефонов, ни интернета.

Не подозревая о том, что нас ждет, я до отъезда изменил сообщение, записанное на моем автоответчике в офисе, сказав, что со мной можно связаться, оставив для меня сообщение на стойке регистрации в крошечном мотеле, где я остановлюсь.

А потому мне было невдомек, что пиар-служба журнала Nature выпустила пресс-релиз, в котором сообщалось, что «вероятно, это одна из самых важных работ в области эволюционных исследований со времен, когда Дарвин изучал многообразие вьюрков на Галапагосских островах в ходе своего путешествия на «Бигле». Ну, положим, работа была неплохая, но данная похвала – это уже чересчур.

Где-то в середине нашей командировки я вернулся к себе в номер после долгого дня на островах и нашел сообщение от владельца отеля, который также совмещал обязанности дневного менеджера. Он сообщил мне, что звонил репортер из «Нью-Йорк Таймс». На следующий день настала очередь «Бостон Глоуб» и «ЮЭсЭй Тудей». А еще через день «Эй-би-си Ньюс» захотели отправить на Багамы свою съемочную команду, чтобы сделать репортаж.

Владелец отеля был явно в шоке. Проработав в гостиничном бизнесе многие годы, он думал, что видел все. Со стороны, наверно, странно наблюдать, когда человек проделывает такой длинный путь до Багамских островов только для того, чтобы поохотиться здесь на ящериц. Я казался ему довольно безобидным типом, но явно с поехавшей «крышей». А потом неожиданно представители мировых СМИ начинают ломиться к нему в дверь, пытаясь найти меня и попутно блокируя его единственную телефонную линию. Возможно, это совпадение, но вскоре после этих событий он выставил свой отель на продажу.

Мы вернулись с Багамских островов ровно в тот момент, когда вышел материал (Nature выпустил свои пресс-релизы за неделю до публикации нашей работы, но настаивал на запрете объявления о результатах исследования до дня официального опубликования.) Я получил свои пятнадцать минут славы.

Должен признать, что я почувствовал глубокое волнение, увидев свое имя в первом разделе «Нью-Йорк Таймс» и на первой полосе «Бостон Глоуб», не говоря уже о «ЮЭсЭй Тудей» и многих других газетах и журналах. «Эй-би-си Ньюс» показали репортаж, хотя и не с места событий. Я принимал поздравления от друзей и коллег, ближних и дальних. Главная мысль заключалась в том, что мы наглядным образом продемонстрировали удивительно быструю эволюцию, и удалось нам это с помощью эксперимента, проведенного в условиях дикой природы. Даже с учетом исследований Эндлера и Резника это все равно было большим событием.

Так же, как в случае с гуппи, целью нашей работы было изучить предсказуемость эволюции, протестировав наблюдения за природной вариативностью. Находясь в процессе адаптации на протяжении многих миллионов лет, ящерицы анолисы отличаются друг от друга длиной лап в зависимости от диаметра используемых ими поверхностей. Получим ли мы тот же самый результат по прошествии нескольких лет, если поместим изначально похожие популяции на острова с разным типом растительности? Ответом нам было «да». По прошествии десяти лет эволюции четырнадцать наших популяций отличались друг от друга пропорциями конечностей: длина их лап была пропорциональна ширине веток, по которым они лазили. Так же, как в исследованиях, посвященных гуппи, мы могли предсказать, как будут эволюционировать ящерицы: воссоздайте условия, в которых находятся природные популяции, и экспериментальные сообщества будут адаптироваться повторно тем же самым образом.

НО ТАК ЖЕ, КАК В СЛУЧАЕ С ГУППИ, нам пришлось рассмотреть и другую возможность: различия в длине лап между популяциями не были результатом возникших генетических изменений. Когда я проводил беседы по данному исследованию, то в аудитории всегда находился человек – как правило, докучливый ботаник, – который задавал вопрос о фенотипической пластичности. А были ли в действительности различия между популяциями результатом генетического изменения? Не могло ли случиться так, что у ящериц, рожденных на островах со скудной растительностью, просто вырастали более короткие лапы?

Мне казалось немыслимым, что на длину лап ящерицы может повлиять диаметр используемых ею поверхностей.

Как может узкий насест, которым ящерица пользуется с раннего возраста, заставить лапы расти меньше? Но мне продолжали задавать этот вопрос, и я знал, что мне придется на него ответить.

Я перелопатил библиотеку, чтобы выяснить, что известно о влиянии диаметра насеста на интенсивность роста конечностей у ящериц. Это не заняло много времени, потому что никто еще не изучал данную проблему. Тем не менее я нашел немало соответствующей литературы на тему влияния двигательной активности на рост конечностей у позвоночных животных. Общей целью данной работы было определить, повлияла ли разного рода двигательная активность на то, как развивались у животного конечности в период его роста. Эти исследования включали ряд самых диковинных экспериментов, о которых я раньше не слышал.

Так, в одном исследовании ученые заставляли молодую лабораторную мышь бегать по колесу-тренажеру по десять часов в день, в то время как контрольная группа мышей бездельничала в своих клетках. В другом эксперименте молодых крыс бросали в ванну, наполненную водой, и заставляли их плавать в течение четырех часов. Или вот еще пример: цыплят помещали на беговую дорожку и заставляли их подолгу двигаться.

Результаты этих экспериментов были довольно похожими. У животных, которых подвергали продолжительным физическим нагрузкам, формировались более толстые кости конечностей. В данном случае можно провести параллель с людьми: у тяжелоатлетов более толстые кости рук, чем у других людей. А причина в том, что кость на самом деле – очень подвижная субстанция, она постоянно потребляет или теряет кальций. Когда кость испытывает нагрузку, например, во время спортивных занятий, то в ней увеличивается потребление кальция для придания ей большей силы. Таким образом, ширина кости – это пластичный признак, на который влияет поведение животного.

Но наши результаты не касались ширины кости. Мы изучали ее длину. И по большей части в ходе данных исследований мы не обнаружили различий в длине конечностей, обусловленных двигательной активностью. Однако было одно заметное исключение – исследование 1950-х годов, посвященное профессиональным теннисистам мужского пола. Если задуматься, то профессиональные игроки бьют по мячу с раннего детства, подвергая регулярной серьезной нагрузке свои руки на протяжении всего периода роста организма.

Привлекательность данного исследования заключалась в том, что каждый индивидуум мог сам осуществлять над собой собственный контроль, сравнивая нагрузку подающей и неподающей руки.

И действительно, когда бьешь по теннисному мячу годами, без перерыва, то твоя рука и вправду становится длиннее. Измерения осуществлялись на рентгеновских снимках, так что были заметны различия в изменении – именно кости, а не связок или мышц.

Очевидно, использование конечностей тем или иным образом в период их роста может повлиять на их длину. Гипотеза о фенотипической пластичности была не такой уж неправдоподобной. Но между профессиональными теннисистами, бьющими по мячу, и ящерицами, висящими на ветках, все-таки существенная разница. Было понятно, что нам придется заняться изучением пластичности.

Самым очевидным способом было поймать на исследуемых нами островах молодых ящериц (или самку, высиживающую яйца), выращивать их всех в одинаковых лабораторных условиях и наблюдать, будут ли проявляться различия. Однако в тот момент у нас продолжались исследования, а популяции были маленькими. Мы боялись, что если переместим большое количество ящериц с островов, это повлияет на результаты нашего эксперимента. Так что эксперимент с общей посадкой пришлось исключить.

Мы перешли к плану Б – противоположному варианту. Вместо того, чтобы брать ящериц из разных популяций и выращивать их в одном месте, мы взяли ящериц из одной популяции и выращивали их в разных условиях. Одна группа ящериц росла в террариуме с широкой плоской дощечкой (два на четыре), на которой они сидели. А во второй группе единственным насестом был очень узкий стержень шириной в четверть дюйма. Эксперимент должен был показать, повлияет ли использование таких разных поверхностей в период роста ящериц на то, какой длины у них вырастут лапы. Другими словами, сможет ли фенотипическая пластичность породить различия, сравнимые с теми, что мы наблюдали среди наших природных популяций?

Я осуществил этот эксперимент, только чтобы заткнуть рты надоедливым ботаникам и продемонстрировать, что если растения растут по-разному в различных условиях, вовсе не означает, что лапы у ящериц сделают то же самое. Но потом я был немало удивлен, когда увидел полученные данные, и понял, что ошибался. Чертовы ботаники! Поместите молодую растущую ящерицу на широкую поверхность, и ее лапы станут в итоге длиннее, чем у ящериц, что выросли на узких веточках, даже если учесть различия в общем размере тела.

Тем не менее это исследование также наводило на мысль, что различия, которые мы наблюдали среди популяций на наших экспериментальных островах, были слишком велики, чтобы объяснить их пластичностью. Лабораторный эксперимент предоставлял ящерицам более отличающиеся условия: узкий прут и широкая дощечка, чем различия в диаметре насеста на экспериментальных островах. И все же разница в длине лап среди островных популяций была в три раза больше, чем полученная в лаборатории. Другими словами, даже при совершенно различных условиях фенотипическая пластичность была ответственна лишь за долю вариативности, наблюдаемой на островах. В итоге мы пришли к выводу, что возникшие генетические изменения, вероятней всего, ответственны за большую часть различий в длине конечностей, наблюдаемых среди экспериментальных островных популяций.

Это, конечно же, был не самый верный способ проверить, есть ли генетическая основа для различия в длине конечностей. Но в то время, когда мы выполняли эту работу, невозможно было напрямую исследовать геном и определить гены, отвечающие за длину лап. Даже двадцать лет спустя мы еще не докопались до истины. Но в ближайшие несколько лет ученые наверняка определят соответствующие гены, и мы сможем узнать, какие именно ответственны за вариативность длины конечностей среди популяций.

ПРЕДСТАВЬТЕ СЕБЕ, ЧТО ВЫ – АНОЛИС, живущий на маленьком изолированном острове на Багамах. Вы много времени проводите на земле, ловя насекомых и общаясь со своими сородичами.

А потом в один прекрасный день вдруг из ниоткуда на острове появляется парочка больших нескладных ящериц. Они немного неуклюжи и не умеют лазать по деревьям, но у них большие рты, и они явно дают вам понять, что не прочь слопать вас на ужин. Что вы сделаете?

Ответ очевиден любому, у кого есть хоть капля здравого смысла. Залезть на куст, держаться подальше от земли и остерегаться этих зверюг. Но потом у вас возникает другая проблема: у вас слишком длинные лапы, чтобы с легкостью передвигаться по узким веткам. Вам необходимы определенные эволюционные усовершенствования.

Вот, если вкратце, в чем заключался наш следующий эксперимент. После успеха первого исследования Шёнер, Спиллер и я решили попробовать осуществить еще одно исследование. В этот раз мы проводили его специально для того, чтобы проследить эволюционное изменение. Мы проверяли предсказуемость, основываясь на наблюдениях за природным миром. В процессе своих путешествий по Багамским островам двадцатью годами ранее Шёнер обнаружил, что коричневые анолисы забираются выше на деревья и кусты на тех островах, где обитают более крупные и ведущие преимущественно наземный образ жизни ящерицы.

В этот раз наш прогноз был двояким. Во-первых, в присутствии хищника коричневые анолисы будут подниматься выше от земли, забираясь на кусты. И, во-вторых, впоследствии они адаптируются к этому новому образу жизни, в результате чего их лапы снова станут короче, чтобы было удобнее передвигаться по узким поверхностям.

Общими условиями наше исследование напоминало предыдущее: мы сфокусировали свое внимание на популяциях коричневых анолисов, живущих на крошечных известняковых островах. Но в этот раз мы работали на островах размером чуть больше, где анолисы уже присутствовали. Мы лишь добавили туда крупного наземного поедателя ящериц.

«Плохим парнем» в нашем эксперименте выступала масковая игуана, приземистая ящерица, которая бывает в два раза длиннее и в десять раз тяжелее коричневых анолисов. Если ее потревожить, то рептилия убегает, свернув свой хвост в «баранку». Почему она так делает, неизвестно. Возможно, она посылает сигнал хищнику: «Я вижу тебя. Не трать время, гоняясь за мной». А может быть, она пытается перенаправить атаку на свой бросовый хвост.

Как бы там ни было, довольно комично наблюдать, как неуклюжая ящерица, переваливаясь из стороны в сторону, улепетывает, свернув хвост над телом колечком.

Анолисов, понятное дело, меньше забавляет клоунский облик ящерицы. Масковые игуаны съедят все, что попадет в их огромные пасти, включая других ящериц.

И хотя сама идея нашего эксперимента казалась правильной, мы совсем не были уверены в его исходе. Говорят, что масковые игуаны едят анолисов, но мы понятия не имели, насколько важным в плане экологии являлся фактор наличия подобных хищников. Повлияет ли это заметным образом на популяции анолисов? У нас не было никакой доступной информации, чтобы ответить на этот вопрос. Это можно было выяснить только с помощью эксперимента.

Масковые игуаны встречаются на крупных скалах в районе Абако и периодически колонизируют соседние более мелкие острова. Так что осуществляемые нами перемещения ящериц копировали текущий естественный процесс. Для начала мы наметили двенадцать островов и рассортировали их по размеру и растительному покрову на шесть пар.

Затем, бросив монету, мы выбрали, на какой остров из каждой пары отправятся пять масковых игуан, а какой остров будет контрольным.

«Захват» масковых игуан был осуществлен в апреле 1997 года. Ловить таких ящериц еще сложнее, чем анолисов, потому что приходится пользоваться длинной двадцатифутовой палкой, ведь масковые игуаны более осторожны, и не позволяют подойти к ним близко. В результате, чтобы подвести петлю к голове ящерицы, требовалась хорошая регуляция моторики, особенно в ветреный день И это серьезно затрудняло нам задачу.

Однако конечный результат был такой же: ящерица свисает с палки, а лассо из зубной нити затянуто вокруг ее шеи. Единственное различие заключалось в том, что нужно было быть предельно аккуратным, чтобы вынуть закрученные хвосты из петли, потому что рты у этих ящериц больше, чем у анолисов, и их укусы, соответственно, больнее.

Для первой проверки мы вернулись на остров три месяца спустя, не зная, чего ожидать. Выжили ли масковые игуаны в своих новых домах? Повлияло ли каким-то образом их присутствие на анолисов? Конечно, у нас были свои предположения, но лишь на уровне догадок.

Результаты нас поразили. Размер популяций анолисов на островах, где жили масковые игуаны, был в два раза меньше, чем размер популяций с контрольных островов. И эта разница сохранялась до конца эксперимента. На контрольных островах анолисы продолжали обитать на земле или рядом с землей, а на островах, где жили масковые игуаны, анолисы перемещались выше, подальше от земли и от своей погибели. По прошествии двух лет эксперимента анолисы, обитавшие рядом с игуанами, сидели уже в среднем в семь раз выше, чем ящерицы с контрольных островов.

Все оказалось не так, как мы ожидали. Анолисы поднимались выше по кустам и использовали узкие поверхности веток.

Просто наблюдая за тем, как ящерицы неуклюже карабкаются по этим узким поверхностям, мы уже могли сказать, как плохо они адаптировались. Мы предполагали, что естественный отбор продемонстрирует свою чудесную силу, и через несколько лет лапы у ящериц станут короче, и они лучше адаптируются к своей новой древесной среде обитания.

К сожалению, этого нам так и не удалось узнать. В сентябре 1999 года ураган «Флойд», монстр четвертой категории, нанес прямой удар по побережью Абако. Наши экспериментальные острова, расположенные всего в нескольких футах над уровнем моря, на несколько часов накрыло штормовой волной. Всех ящериц смыло водой. Эксперимент завершился.

На самом деле, это был уже второй раз за три года, когда наш эксперимент останавливал ураган. Мы перенесли наши действия на Абако после того, как ураган «Лили» прошел прямо над нашими головами в Джорджтауне на Багамах в октябре 1996 года, смыв всех ящериц еще с одной гряды островков. Благодаря этим событиям мы много узнали о силе и последствиях ураганов и поняли правоту Шёнера, который объяснил, почему на маленьких островах не было ящериц. И хотя мы совершенно случайно стали специалистами по ураганам, это далось нам ценой преждевременного прекращения нескольких наших долгосрочных и довольно затратных экспериментов.

Но был в этом и позитивный момент. Теперь, когда мы знали, какое существенное влияние оказывают масковые игуаны на анолисов, мы могли подкорректировать наш следующий эксперимент. И еще один подарок судьбы: «Флойд» прошел раньше по времени, чем предыдущие ураганы, еще до того, как у ящериц закончился сезон размножения. И хотя всех ящериц смыло с островов штормовой волной, отложенные ими яйца сохранились. Месяц спустя мы с огромным удивлением обнаружили, что остров заполнен детенышами ящериц, вылупившимися из яиц, которые выжили после шестичасового нахождения в воде во время вызванного «Флойдом» наводнения.

Но нам все равно пришлось ждать несколько лет, пока на островах не восстановится растительность и популяции ящериц. Однако уже в 2003 году мы вернулись к работе: «Масковые игуаны. Внедрение. Дубль II». План в целом был тем же: внедрить масковых игуан на конкретные острова. Но в этот раз мы сделали кое-что другое. Нашей целью было не только проследить за эволюцией популяций, но и фактически «измерить» сам естественный отбор.

Если говорить конкретно, то наша гипотеза заключалась в том, что присутствие масковых игуан изменит модели естественного отбора. Наш прогноз состоял из двух частей. Изначально мы думали, что анолисы с длинными лапами – быстрее и, соответственно, смогут лучше ускользать от преследующих их на земле игуан, а значит будут лучше выживать. Но со временем мы ожидали, что анолисы сменят свою среду обитания, переместившись с земли на кусты, как они делали в предыдущей версии эксперимента. После того, как ящерицы уйдут с земли подальше от живущих там масковых игуан (которые слишком велики, чтобы лазать по иным кроме толстых деревьев поверхностям), длинные лапы перестанут быть преимуществом. Соответственно, мы решили – как и в нашем эксперименте на острове Стениел-Кей, – что естественный отбор будет способствовать появлению ящериц с более короткими лапами, на которых лучше перемещаться по узким поверхностям.

Естественный отбор поощряет тех особей, которые произведут более жизнеспособное потомство, способное дожить до следующего поколения. Есть несколько способов максимально усилить этот репродуктивный успех: обеспечивая выживаемость особей и продолжительность их жизни, доводя до максимума количество спариваний (так называемый «половой отбор») и доводя до максимума количество рожденного потомства за сезон спаривания. В данном случае мы проверяли, насколько хорошо адаптировались ящерицы к условиям обитания. Поэтому критерием эволюционной выносливости мы выбрали выживаемость.

Чтобы определить, связана ли выживаемость с длиной лап, в самом начале эксперимента нам пришлось поймать анолисов, измерить их и дать каждому индивидуальный идентификатор, чтобы мы могли потом определить, как долго они прожили. Проживут ли ящерицы с более короткими лапами дольше? Чтобы выяснить это, мы, прежде чем внедрять хищников, посетили все острова и выловили максимальное количество анолисов.

Когда орнитологам нужно найти конкретных птиц в популяции, они надевают им на лапы маленькие пластмассовые цветные браслеты. Каждая птица получает уникальную комбинацию цветов на двух лапах. И тогда ученый может определить ее на расстоянии с помощью бинокля (правая лапа: сверху оранжевая, а потом две черных полоски; левая лапа: желтая, оранжевая, желтая – это Фред!)

Но анолисы, к сожалению, слишком малы, чтобы вешать им такие браслеты или вживлять микрочипы, как проделывают это ветеринары с собаками и кошками. Отметки на их коже будут теряться каждый раз, когда ящерица ее сбрасывает. А это происходит неоднократно в течение лета. А потому герпетологи используют метод, разработанный для маркировки лосося, когда под кожу рыбе вводят цветные нетоксичные резиновые нити. Так как кожа ящерицы на обратной стороне лап прозрачная, то неоновые цвета эластомеров – люминесцентный зеленый, желтый, розовый, оранжевый – сразу бросаются в глаза, когда ящерицу ловят повторно. Варьируя цвета и места инъекции на лапах, мы присваивали каждой ящерице свой уникальный цветовой код.

Исходя из своего предыдущего опыта, я посчитал, что удобнее будет обрабатывать ящериц на островах сразу же после поимки, чем перевозить обратно в отель, держа там целую ночь, а на следующий день возвращать домой. Для этого требовалось установить рабочую станцию. В основном острова состоят из колючего известняка, который не годится в качестве рабочей или сидячей поверхности. Тогда я позаимствовал на время пластиковый стул из своего номера и отвез его на моторной лодке к островам.

В определенных смыслах это было идеальное место для лаборатории. Острова были достаточно маленькими, так что я всегда находился всего в нескольких футах от океана. Там часто можно было увидеть плывущих скатов или морских черепах. Время от времени мимо проплывала стая дельфинов.

С другой стороны, там отсутствовали деревья, под которыми можно было спрятаться: острова подвергались прямому воздействию лучей палящего багамского солнца. В безветренную погоду в полуденное время дышать было нечем. Да к тому же я с ног до головы был одет в солнцезащитный костюм. Зато огромная широкополая шляпа размером с маленькую летающую тарелку давала немного тени, хоть и делала меня объектом насмешек со стороны толп туристов, проплывавших мимо на лодках. Ветреная погода рождала смешанные чувства: мне определенно становилось прохладнее, но материалы и шляпу могло в любой момент унести ветром.

Весь процесс заключался в том, что я ловил ящерицу, возвращался к своему стулу, садился и измерял ее, делая это предельно аккуратно, чтобы не выронить извивающуюся рептилию, пока я записываю данные в ноутбук. Затем я брал стоявший рядом контейнер-морозильник, в котором лежали четыре шприца. Каждый шприц был заполнен жидкостью разного цвета и охлаждался на льду, чтобы эта жидкость не затвердела раньше времени. Шприц втыкался ящерице прямо под кожу, и туда же вводилась цветная жидкость. Она быстро затвердевала, превращаясь в плотную резиновую субстанцию, а ящерицы возвращались ровно в то место, где их поймали. Весь процесс занимал по времени не больше десяти минут.

Все процедуры продолжались примерно около месяца, но в итоге мы выловили почти всех ящериц на двенадцати островах. Теперь каждая из них имела свою уникальную маркировку: мы могли вернуться туда, снова поймать эту ящерицу и узнать ее по цветовому коду. Но самое важное, мы знали все об этой ящерице: какого она размера, какой длины у нее лапы, сколько у нее чешуек на подушечках. Мы могли понять, связана ли ее выживаемость с фенотипом: будут ли ящерицы с короткими лапами выживать лучше, чем ящерицы с длинными лапами? Ключевой аспект нашего эксперимента – изменит ли присутствие масковых игуан ход естественного отбора?

Как только все ящерицы были измерены, мы провели очередную «облаву» на масковых игуан на Абако и внедрили счастливых победителей в их новые роскошные дома на других островах. И снова хищники отправились на шесть из двенадцати островов, а шесть других служили контрольными. Затем мы улетели обратно домой, предоставив ящерицам возможность самим решать свою судьбу.

Шесть месяцев спустя, на выходные, выдавшиеся по случаю Дня благодарения, мы вернулись, чтобы изучить ситуацию на месте. Нашей целью было поймать всех до одного анолисов на каждом острове, чтобы выяснить, кто из них выжил, а кто нет. Проделать это непросто. Поймать первые восемьдесят – девяносто процентов анолисов не трудно, а вот чтобы добраться до самых последних, требуется особая ловкость, так как всегда какая-нибудь парочка ящериц будет ускользать от тебя, то высовывая головы, то снова ныряя в листву и оставаясь там невидимыми и неслышимыми.

Выловив ящериц, мы переворачивали их на спину, чтобы проверить лапы.

Цвета обычно легко распознавались, но на всякий случай мы захватили с собой фонарик, так как под лучами ультрафиолета нити начинают сиять. Закончив осмотр – он занимал не больше минуты, – мы ставили на спине ящерицы крошечную отметку, чтобы знать, что она уже была поймана, после чего выпускали ее в том месте, где выловили.

Наша гипотеза заключалась в том, что естественный отбор воздействует на длину лап. Чтобы проверить эту идею, мы подсчитали так называемый «уклон отбора», который в данном случае представлял собой, по сути, разницу в длине лап выживших и погибших ящериц. Большая положительная величина указывала бы на то, что длинноногие ящерицы выживают лучше, а большая отрицательная величина показывала бы обратное.

На контрольных островах, где отсутствовали масковые игуаны, уклон отбора в основном стремился к нулю: длина конечности не влияла на выживаемость. Но на тех островах, где жили масковые игуаны, история была иная. Все величины были большими и положительными. В присутствии игуан длинноногие ящерицы выживали лучше. Наличие хищников меняло ход естественного отбора в точности так, как мы и предсказывали.

Мы вылавливали ящериц – это происходило в ноябре – и одновременно записывали, где их обнаружили. Так же, как и в предыдущем эксперименте, анолисы перебирались в кусты, чтобы спрятаться от масковых игуан: на контрольных островах ящерицы находились на земле треть всего времени, и лишь в десяти процентах случаев это происходило на островах с игуанами. Более того, на островах, где находились масковые игуаны, анолисы забирались на более высокие насесты и выбирали более узкие ветки. Наблюдая подобное изменение использования среды обитания, мы ожидали, что естественный отбор в конечном итоге изменит свое направление. После того, как ящерицы окажутся вне досягаемости игуан, длинные лапы перестанут быть преимуществом. И мы знали, каким образом анолисы адаптируются к использованию узких поверхностей: для лучшей маневренности у них сформируются более короткие лапы. А потому можно было предположить, что естественный отбор в итоге начнет поощрять появление ящериц с короткими лапами на тех островах, где обитали игуаны.

Для очередной «переписи» мы вернулись на острова на следующий год в мае. И снова выловили всех выживших обитателей. Мы отметили, что различия в образе жизни стали еще более заметными, так как ящерицы на островах с хищниками стали проводить еще меньше времени на земле и использовать еще более узкие насесты. Мы опять подсчитали уклон отбора. Но в этот раз учитывали только тех ящериц, которые оставались с ноября, и сравнивали тех, которые дожили до мая, с теми, которые погибли в предыдущие полгода.

И в очередной раз уклон отбора на контрольных островах приближался к нулю: естественный отбор продолжал игнорировать длину конечностей на этих островах. А на островах с хищниками история изменилась. Естественный отбор продолжал действовать, но на этот раз в противоположном направлении. Ящерицы с короткими лапами теперь выживали лучше: естественный отбор полностью поменял свой ход. Мы ожидали, что это случится, но не так быстро.

Данные результаты фиксировали ход естественного отбора в рамках только одного поколения, а не эволюционное изменение, затрагивающее несколько. На самом деле два эпизода естественного отбора, произошедшие на островах с игуанами, явно противоречили друг другу, так что общие показатели естественного отбора сводились к нулю. Но мы не ожидали, что естественный отбор продолжит и дальше колебаться от положительных величин к отрицательным. Теперь, когда анолисы переместились на кусты, они не собирались спускаться вниз. И масковые игуаны это понимали. Мы спрогнозировали, что естественный отбор будет непрерывно поощрять развитие более коротких лап. Нам было интересно узнать, будут ли коричневые анолисы эволюционировать, став в итоге похожими на виды-специалисты с Больших Антильских островов.

На этот раз не один ураган прервал наш эксперимент. Их было целых два! Ураганы «Фрэнсис» и «Жанна» нанесли свои мощные удары с разницей в три недели в сентябре 2004 года и остановили наш эксперимент прежде, чем там смог начаться процесс эволюции.

Так же как и в случае с прошлыми экспериментами, популяции масковых игуан были уничтожены, но большинство сообществ анолисов выжило, хоть и в значительно уменьшенных количествах.

Растительность на островах была погублена. Нам пришлось ждать четыре года, но в 2008 году мы начали эксперимент заново. Пока я пишу эти строки, эксперимент продолжается – постучу по дереву, чтобы не сглазить, – хоть это было и нелегко из-за еще нескольких случившихся ураганов. Надеемся, что скоро получим результаты.

Однако, как и прежде, был здесь и положительный момент. В ожидании, пока жизнь на островах восстановится, мы решили начать новый эксперимент на некоторых еще более мелких островах размером с просторную гостиную, которые были полностью вычищены от ящериц прошедшими там ураганами. Данный эксперимент принял несколько иную форму. Мы собирали ящериц с большого, поросшего густым лесом соседнего острова и внедряли их на семь островов с заметно скудной растительностью. Иными словами, популяции, обитавшие на стволах деревьев и широких ветках, переместились на узкие стебли и веточки. По нашему прогнозу, у них должны были сформироваться более короткие лапы.

Так и произошло. На протяжении четырех лет длина конечностей стабильно уменьшалась на всех семи островах. Ящерицы эволюционировали в точности так, как мы предсказывали, и степень изменений была значительно выше, чем получалось при проведении лабораторного эксперимента по определению пластичности. Данное исследование шло особенно хорошо, став в итоге тщательно описанным примером стремительных эволюционных изменений. Популяции пережили даже ураган «Айрин» в 2011 году. Но, как ни печально, случившийся на следующий год ураган «Сэнди» имел иные последствия, стерев с карты пять популяций ящериц. Мы продолжаем отслеживать еще две выжившие. Но когда все семь островов развивались в связке, результаты были гораздо более убедительными.

Честно говоря, я уже немного устал от ураганов.

НЕСМОТРЯ НА ОГРОМНЫЙ ИНТЕРЕС, проявляемый научным сообществом к исследованиям гуппи и ящериц, немногие ученые последовали нашему примеру. Сдерживающим фактором была необходимость вложения времени и сил для того, чтобы довести подобную работу до желаемого результата, не говоря уже о возможности вмешательства причудливых погодных – или иных – условий, способных уничтожить многолетний проект. К тому же, хоть наши исследования и показали, что ощутимые результаты могут появиться уже спустя несколько лет, не было никакой гарантии, что и другие организмы будут эволюционировать так же быстро. Что если понадобится несколько десятилетий, а не несколько лет, прежде чем эволюция станет заметной?

Но есть и другой способ экспериментальным путем изучить процесс эволюции – тот, который, как ни парадоксально, не требует вложения многолетних усилий, но при этом позволяет ученым проанализировать результаты нескольких десятилетий эволюции. Несмотря на то, что в 1970-х и 1980-х годах долгосрочные эволюционные эксперименты считались новаторской идеей, продолжительные экологические исследования воспринимались иначе. На самом деле наше первое исследование, проведенное на острове Стениел-Кей, было экспериментом по тестированию экологического феномена: связана ли выживаемость популяции ящериц с размером острова? Сами того не подозревая, Шёнеры своим экспериментом подготовили для меня почву, чтобы я позднее вернулся на это же место и посмотрел, произошла ли эволюция на экспериментальных островах. В итоге я смог взглянуть на готовый результат десятилетней эволюции, не прикладывая никаких усилий к его осуществлению.

Оказывается, наше исследование было не единственным, которое можно было доработать с целью последующего изучения процесса эволюции. Так, одно экологическое исследование длилось более ста лет и стало столпом среди эволюционных экспериментов.