ТРИ УДИВИТЕЛЬНЫХ ПРИМЕРА ВЗАИМНЫХ АДАПТАЦИЙ
Холостяков Владислав (Санкт-Петербург)
магистр биологии,
координатор эколого-биологического проекта «Учёный мир»,
член дискуссионного пресс-клуба «Последняя среда»
«Биологическое равновесие» — словосочетание, хорошо знакомое всем аквариумистам, которые стремятся создать оное для своих водных питомцев. Суть этого явления в аквариуме предельно проста по сути и бывает сложна по исполнению — необходимо создать в неком сосуде баланс между растениями, животными и микроорганизмами. При этом растения отвечают за поглощение углекислоты и выработку кислорода на свету, а также перерабатывают отходы жизнедеятельности рыб. Бактерии и простейшие тоже включаются в процесс переработки органических веществ. Крупные виды простейших являются кормом для мальков рыб, а для крупных рыб становятся кормом планктонные рачки и личинки комаров, которых заботливый владелец всегда старается вовремя внести в экосистему аквариума. И если разбалансируется хоть один компонент такой экосистемы: слишком разрастутся растения или размножатся рыбы, или смена большого объёма воды вызовет вспышку численности микроорганизмов — то последствия могут быть непредсказуемы, вплоть до гибели части обитателей аквариума. Опытные аквариумисты шестым чувством понимают, как поддерживать биологическое равновесие и вовремя удалять «лишних» рыб, растения, моллюсков.
А теперь представьте себе, что вся наша планета — это гигантский аквариум, биологическое равновесие в котором складывалось миллионы лет. Бактерии, грибы, простейшие, растения и животные на протяжении многих лет «учились» жить вместе, методом проб и ошибок, кто-то навсегда уходил с лица Земли, как редкая рыбка из аквариума, а кто-то приспосабливался к меняющимся условиям среды и развивался дальше. Эволюция различных организмов привела к тому, что появились сложные взаимоотношения их между собой, которые уже невозможно разорвать. Природа таких взаимных адаптаций настолько многогранна, что в конце ХХ столетия появился даже отдельный раздел экологии — синэкология (от «син» — «вместе») — призванный изучать взаимодействие организмов внутри биоценозов, иными словами жизнь многовидовых сообществ животных, растений и микроорганизмов. Это может быть сообщество соснового леса, луга или пустыни — везде отдельные виды являются отдельными только для нас, а на самом деле связаны друг с другом пищевыми, строительными, биохимическими процессами. Если хоть один вид будет удалён из биоценоза, это приведёт к нарушению биологического равновесия и изменению всей системы, точно так же как в аквариуме. Вот только управляет ли кто-то аквариумом Земля? Ответ на этот вопрос каждый ищет для себя сам. Кстати, Чарльз Дарвин не был атеистом, хотя это всегда активно ему приписывалось в самых разных учебниках по биологии и эволюции…
Пример первый
«…мадагаскарская бабочка… может быть использована, как свидетельство существования Бога…»
Ч. Дарвин
Вот как раз благодаря Дарвину мир и узнал про одну из самых удивительных адаптаций в живой природе. Эта история началась в обычный январский день 1862 года, когда Чарльз Дарвин получил посылку от Роберта Бэйтмана. Посылка содержала несколько образцов орхидей, необходимых Дарвину для его исследований опыления орхидей насекомыми. Учёный был поражён одним из образцов — крупной орхидеей со шпорцем в один фут длины (шпорец — это вырост цветка орхидей, в виде длинной трубки, на дне которой расположена капелька нектара, в данном случае его длина составляла около 30 сантиметров). Дарвин задумался, какое насекомое может высосать нектар из такого цветка? Так началась сорокалетняя история поиска «гигантского мотылька», иллюстрирующая совместную коэволюцию цветка и опылителя.
Angraecum sesquipedale — это орхидея, эндемик острова Мадагаскар, обладающая «большими шестилучевыми цветками, подобными звёздам, покрытым белоснежным воском… и плетевидным зелёным нектарником удивительной длины» (Darwin 1862).
Далее рассуждения Дарвина были просты, поскольку он уже изучил особенности опыления многих видов орхидей, обладающих длинным шпорцем: длина хоботка неизвестного опылителя должна быть чуть длиннее самого шпорца. Если хоботок будет короче, то бабочка просто не достанет до нектара, если намного длиннее — получит весь нектар, но не прилепит к своей голове пыльцу. Пыльца у орхидей собрана в своеобразные клубочки поллинии, которых чаще всего два на один цветок, причём они часто имеют ножки. Когда насекомое пытается достать до нектара, оно прилепляет себе поллинии «на лоб» и они торчат на ножках, как рога, а дальше ножки немного изгибаются таким образом, что в следующем цветке направляются точно на пестик. Многие виды орхидей нектара не предлагают, а имитируют своим видом полового партнера, с которым пытается копулировать обманутый самец.
Но вернёмся к ангрекуму с острова Мадагаскар. Изучение родственных видов показало, что опыляться он должен некой ночной бабочкой из семейства бражников. Бражники обычно зависают над цветком, как колибри, и прямо в полете опыляют его. Однако, волшебная гигантская бабочка всё ещё не попадалась исследователям, и многие из них уже начали сомневаться в существовании такого «длинноносого» опылителя. Уоллис (Wallace), как и Дарвин, верил, что бабочка существует. В 1867 году Уоллис измерил длину хоботка крупной африканской бабочки Macrosila morgani и выяснил, что она составляет семь с половиной дюймов (19 см). 12 июня 1873 года в журнале «Nature» (Природа) Форбс (W. A. Forbes) вновь поднял вопрос о поиске таинственного обитателя Мадагаскара, потому что в Бразилии была открыта бабочка-бражник с длиной хоботка около 10 дюймов (25,4 см).
Вопрос был разрешён лишь в 1903 году, когда Ротшильд и Джордан наконец описали большую мадагаскарскую бабочку-бражника (Rothschild & Jordan 1903). Новый вид был назван Xanthopan morgani praedicta (от praedicta — «предсказанный»), он имел 15 см в размахе крыльев и хоботок длиной около 30 см.
Бабочка была и остаётся очень редкой, и считанным единицам исследователей удалось увидеть сам процесс опыления. Великий натуралист Чарльз Дарвин скончался 19 апреля 1882 года, не дожив четырёх лет до исполнения своего предсказания. А в 1965 году история получила неожиданное продолжение — другая, вновь открытая мадагаскарская орхидея, Angraecum longicalcar, имеет нектарники 40 см длины, на 10 см длинее, чем у предыдущей «загадки Дарвина» (Basser 1965). Опылителя этой орхидеи не открыли до сих пор.
Продолжение следует…
