Эволюционный успех зависит не от количества детей, а от количества внуков: дети должны выжить и передать свои гены.
Дэвид Аттенборо, которого несколько лет назад журналистка Джоанна Никодемска спросила о животном, которое он считает наиболее интересным, после некоторого размышления ответил, что его больше всего восхищает трехлетний человеческий ребенок, чей потенциал развития и адаптации просто безграничны.
Мы с тем же журналистом проверяем это мнение уже более восьми лет - действительно, наблюдение за развитием юного представителя вида Homo sapiens - сплошное увлекательное приключение.
More r or more K?
Это факт, что эволюционный успех определяется не продолжительностью жизни взрослых особей, а количеством потомков, передающих их гены последующим поколениям. Точнее, дело не в количестве детей, а в внуках: дети должны выжить и передать свои гены. Конечно, чтобы иметь детей, их надо зачать или хотя бы как-то инициировать развитие яйцеклетки, как это происходит у партеногенетических видов, у которых самки вообще не утруждают себя парнями или лишь изредка. Но я уже писал ранее о различных оригинальных методах прохождения этого первого этапа, так что давайте сосредоточимся на том, что происходит дальше.
Экология различает две стратегии размножения: «r-отбор» и «K-отбор». Символы взяты из сложной формулы, иллюстрирующей динамику популяции, разработанной в 1838 году, которая систематизировала наши представления об успехе животных до конца 19-го века и почти всего 20-го века. Он был разработан Пьером Франсуа Ферхюльстом (1804-1849), а его упрощенная версия выглядит следующим образом: несущую способность локальной среды, а dN/dt - скорость изменения популяции во времени. Согласно этой модели, виды, которые участвуют в r-отборе, производят как можно больше потомства как можно быстрее, в то время как K-отбор предполагает инвестиции в качество, а не в количество. Так что у нас либо масса детей, о которых мы не слишком беспокоимся, надеясь, что все наладится и кто-то из них выживет; либо у нас мало, но мы много вкладываем в них и стараемся сделать так, чтобы они работали как можно лучше. Конечно, как это часто бывает, в природе это скорее континуум, где не только разные виды, но и разные особи одного и того же вида функционируют где-то между этими крайностями, и мы можем только сказать, что кто-то «более r» или 'больше К'.
Например, гуппи - маленькие рыбки из Южной и Центральной Америки, популярные как у аквариумистов, так и у биологов-эволюционистов - очень гибки в этом отношении. Исследователи годами изучали их в ручьях Тринидада, и оказалось, что их стратегии сильно различаются в зависимости от присутствия хищников, иногда в пределах нескольких метров. В верховьях ручьев, где камни не позволяют пробраться более крупной рыбе, у гуппи рождается меньше, но крупнее и упитаннее молодняк, поэтому им «больше К», и их потомство мирно растет в спокойных водах.. Под скалами (иногда достаточно буквально одного валуна) они выбирают стратегию, более тесно связанную с r-отбором - их потомство меньше, но гораздо более многочисленно, потому что перед лицом постоянного риска быть съеденным. имеет смысл иметь как можно больше. Так что, хотя наука в настоящее время отходит от этой классической модели, все чаще говоря о многообразии стратегий выживания, я считаю, что - с некоторыми оговорками - эти две буквы облегчают нам описание сложной реальности.
И все же, сколько бы потомков ни было, их нужно как-то произвести на свет. Здесь принципиально два метода. Вы можете снести яйцо с желтком (эволюционный эквивалент упакованного ланча), из которого через некоторое время при большей или меньшей помощи родителей вылупятся ваши малыши; или вы можете вскармливать потомство в своем собственном теле и рождать его готовым. Несложно догадаться, что кроме яйцеклада и живорождения существует еще и третий вариант: яйцеживорождение. Это относится к эмбрионам, которые развиваются в яйцах, которые вылупляются еще в теле матери, а детеныши покидают их позже.
Все яйца в одной корзине?
Начнем с нуля. Яйцо должно быть во что-то заключено, чтобы хоть немного защитить зародыши от внешней опасности. Виды, откладывающие яйца в воду, обычно не должны беспокоиться о том, что они высохнут, поэтому им обычно достаточно желеобразной оболочки; это означает, что содержимое яйца остается там, где должно, а не расплескивается. Но если вы живете на суше, вы должны - подобно многим насекомым и паукообразным, всем рептилиям и птицам, а также млекопитающим, таким как утконос и ехидна, - инвестировать в что-то более надежное. Твердая скорлупа птичьего яйца также защищает его по крайней мере от некоторых хищников. Например, скорлупа страусиного яйца - между прочим, самой крупной одиночной клетки в мире - настолько толстая и прочная, что даже львам трудно ее разбить.
Тем не менее, во что бы ни были заключены яйца, все они имеют больше шансов выжить, если кто-то присмотрит за ними. Мы автоматически связываем инкубационные яйца с птицами; действительно, они либо сами заботятся о своей кладке, либо, подобно кукушкам, заставляют это делать кого-то другого. Но и другие животные также дают много примеров родительской преданности. Самки осьминогов проводят последние недели своей жизни, защищая свои яйца, спрятанные в каком-нибудь подводном уголке, насыщая их кислородом и очищая от водорослей и паразитов. Эта работа поглощает все время и энергию, которые у них остались после огромных усилий по производству и укладке яиц в подходящем месте. Когда молодые осьминоги наконец вылупляются, их мама либо уже мертва, либо вот-вот умрет. Хотя эта стратегия, похоже, подходит головоногим, мы обязаны ей своим нынешним положением в мире - я подозреваю, что если бы мать-осьминог могла передать свои знания и опыт своему потомству, Земля была бы совсем другим местом. Как бы то ни было, несмотря на их поразительный интеллект, каждый осьминог должен заново изобрести колесо. Учитывая, что их интеллект опережает наш на несколько миллионов лет, я действительно думаю, что если бы они могли накапливать опыт из поколения в поколение, я бы писал этот текст для восьминогой главреда, если бы она вообще интересовалась мнение о таком низшем организме, как человек.
Хотя жертва матери головоногого моллюска впечатляет, некоторые беспозвоночные идут еще дальше. Возможно, самой крайней формой родительской преданности является матрифагия, или поедание матери ее только что вылупившимся потомством. Это явление можно наблюдать у некоторых видов паукообразных: после откладывания яиц самка начинает растворять ткани своего тела пищеварительными соками, так что, когда вылупляются очаровательные паучьи детеныши, их мать представляет собой не что иное, как восьминогий хитиновый контейнер. наполнен питательным соком. Малышам просто нужно прокусить ее кожу, и они могут ее слопать. Среди насекомых, помимо очевидных примеров перепончатокрылых (то есть муравьев, ос и пчел) и термитов, уховертки представляют собой еще один пример образцовой родительской заботы. Японский вид Anechura Harmandi - единственное известное науке насекомое, у которого мать также умирает до того, как вылупятся детеныши, чтобы стать их первой пищей. Даже обыкновенной уховертке не чужды материнские жертвы. Самки этих довольно непопулярных бесстрашных покорителей тлей и чешуйниц часто собираются в группы, чтобы вместе заботиться о своих кладках, а затем выкармливать своих детенышей и храбро защищать их от хищников.
Смешанный метод
Откладывание яиц имеет свои очевидные преимущества. Если они не требуют ухода, можно не только производить много, но и ожидать, что они сами распространятся по миру. Но вынашивание потомства в собственном теле облегчает родителям создание подходящих условий для развития. Неудивительно поэтому, что некоторые животные (в том числе многие виды акул и обыкновенная гадюка) в ходе своей эволюции выбрали компромисс яйцеживорождения. У других - как у живородящей ящерицы - преобладает тот или иной способ размножения в зависимости от условий среды. В Южной Европе эти ящерицы, как и большинство видов ящериц, откладывают яйца. Но в более прохладных районах самки рожают своих детенышей. Благодаря этой гибкой стратегии они могут жить в среде, недоступной для многих других видов, например, высоко в горах и на крайнем севере Европы. Это единственная рептилия на нашем континенте, которая также живет за полярным кругом, хотя гадюки - самые северные из наших змей - заходят почти так же далеко на север.
Еще одна интересная проблема - откладывание яиц в чужом теле, хотя я не уверен, считается ли это по-прежнему яйцеживорождением. Самый банальный и резкий пример - множество видов паразитоидов - животных, которые полностью эксплуатируют своего хозяина, живя в нем какое-то время, прежде чем убить его, как Чужой из известного фантастического фильма. Многие осы парализуют свою жертву (обычно гусеницу или паука) и откладывают яйца в эту живую кладовую; позже личинки постепенно прогрызут себе путь наружу. Но еще интереснее откладывать яйца в тело собственного партнера.
Это то, что происходит в гиппокампе, или у медленно движущихся рыб, известных как морские коньки. После брачного танца и успешного завершения отношений самка откладывает оплодотворенные яйца в специальный мешочек на передней части самца. С этого момента они будут на его попечении, так что однажды он сможет родить сотни миниатюрных морских коньков, о которых он по-прежнему будет заботиться после рождения.
Но с раннего детства я был очарован другим организмом. Обыкновенная суринамская жаба - бесхвостое земноводное (т. е. соседствующее с лягушкой) из северной части Южной Америки с очаровательным латинским названием Pipa pipa - появилась в моей жизни в виде иллюстрации в древнем атласе животных, и сразу запрыгнула на пьедестал как один из моих любимых видов всех времен. Сразу после того, как самка откладывает яйца, самец собирает их и равномерно распределяет на своей липкой спине. Ее кожа становится губчатой, а яйца погружаются в нее и относительно благополучно развиваются; через время от нее отходят вполне сформировавшиеся маленькие лягушки. Это, несомненно, одно из самых интересных рождений в природе.
Самая крепкая связь
Если детеныш не отделен от организма матери скорлупой яйца, она обычно питает его через плаценту. Это, конечно, имеет место у значительного большинства млекопитающих, но не исключительно. Плаценту также можно найти у некоторых акул и ящериц, но настоящее живорождение развивалось независимо друг от друга не менее 150 раз и встречается у многих видов рыб, земноводных, насекомых и паукообразных. Одним из таких неожиданно заботливых родителей является печально известная муха цеце: самка девять месяцев летает с единственной, все более крупной личинкой в брюшке, кормя ее питательной молочной жидкостью. Более жуткий вариант выкармливания детенышей можно наблюдать у некоторых Gymnophiona из семейства червяг обыкновенных. Их зародыши имеют специальные зубы, позволяющие им питаться эпителием яйцеводов матери. После рождения молодые обыкновенные червяги переключаются на наружный эпителий самки и буквально сдирают с нее кожу, хотя, к счастью, она быстро регенерирует.
После выхода из материнского тела - так или иначе - многие молодые животные по-прежнему нуждаются в постоянном уходе. Поскольку физической связи больше нет, для убеждения родителей продолжать давать пищу и кров необходимо установить психологическую связь. Родители должны любить своих новорожденных или вылупившихся детей, чтобы продолжать заботиться о них.
Итак, эволюция снабдила молодых животных целым арсеналом сигналов, которые делают их опекунов беспомощными. У птиц это часто зловещая окраска внутренней части клюва и области вокруг него, видимая, когда он полностью открыт. Взрослые птицы находят это непреодолимым и запихивают в открытый, просящий рот корм, даже если он принадлежит не их детям, а, например, рыбе, воспользовавшейся ситуацией. Именно из-за наших собственных примитивных инстинктов большинство из нас также испытывает нежность и острую потребность заботиться о молодых животных (или тех, которые выглядят молодыми). Более того, получателям этой заботы даже не обязательно быть милыми, хорошенькими кроликами - я до сих пор помню, как был тронут, когда, будучи студентом, обнаружил гнездо вертишейки в одном из ящиков, которые проверял. Птенцы этого дятла с их тонкими изогнутыми шеями и плоскими головами выглядят как галлюциногенные грибы, зараженные плесенью, и они, конечно, некрасивы, но это работает. Их относительно большие глаза и писклявые звуки - это все, что нужно. Конечно, если животное соответствует нашим критериям красоты, эффект еще сильнее. Кошки нагло пользуются этим - очарование их маленьких мордочек, больших глаз и мяуканье, подражающее голосу человеческого младенца, оказывается настолько сильным, что даже мой друг-геолог не в силах устоять перед ними. Хотя в силу своей профессии он привык общаться с природой посредством молотка, он не может остановиться и постоянно потчевать всех фотографиями своих кошачьих подопечных в социальных сетях.
Тем не менее нет никаких сомнений в том, что у таких животных, как птицы и млекопитающие, речь идет не только о простом рефлексе. С некоторых пор исследователи все смелее заявляют, что другие животные также испытывают чувства и эмоции, такие как страх, гнев, скука и любовь. А любовь к своему потомству, наверное, легче всего наблюдать. Это самое простое объяснение таких драматических примеров, как поведение касатки по кличке Талекуа, которая два года назад носила с собой тело своего мертвого ребенка в течение 17 дней. Родительская любовь может быть и объяснением - потому что другого нет - более прозаичным и радостным примерам поведения, вроде того, что я собираюсь провожать дочь в школу, хотя всю ночь писала этот текст..
Перевод с польского Марты Дзюрош.
Перепечатано с разрешения Przekrój. Прочтите исходную статью.