Экология перевернула эволюцию

Если бы Дарвин мог наблюдать перемены, происходящие в наше время в животном мире буквально за несколько десятилетий, ему, возможно, и не понадобилось бы совершать свои знаменитые путешествия. Нам предоставляется возможность увидеть эволюцию своими глазами: человечеству удалось «обратить» её всего за тридцать лет.

И виной тому, как ни странно, забота экологов и борьба за чистоту окружающей среды. Очистка озера Вашингтон на Западном побережье США в 70-х годах, обошедшаяся американцам в $140 миллионов, повернула вспять эволюцию трёхиглой колюшки, обитающей как в пресных, так и в морских водах.

Морские представители этого семейства защищены гораздо лучше своих «озёрных» родственников – их тела покрыты костяными чешуями для защиты от хищников на больших просторах. Пресноводные колюшки произошли от них, но за годы «разлуки» в результате естественного отбора потеряли практически всю свою броню, сделав ставку на большую подвижность.

Катрин Пейчел из Центра изучения рака имени Фреда Хатчинсона и её коллеги обратили внимание на то, что по сравнению с 50-ми годами обитательницы озера рядом с Сиэтлом – крупнейшим городом одноимённого с озером штата – вернули практически все свое обмундирование, которое у них отобрала эволюция.

Зоологи обнаружили этот феномен, собирая образцы колюшек из местных водоемов. По данным 1968 года, только 6% обитателей озера Вашингтон были хорошо бронированы, в то время как у 78% было меньше 12 пластинок.

В 2005 году уже 49 рыбок из 100 стали полностью бронированными, 35 были частично покрыты пластинками, лишь 12 попали в категорию «беззащитных».

Сначала исследователи решили, что тому виной канал, соединяющий озеро с тихоокеанским заливом Пьюджет-Саунд и вырытый еще в начале прошлого века. В 70-х годах его усилили пропускником для рыб с целью улучшить миграцию лососевых. Этот канал «разбавил» речных колюшек морскими, из-за чего средняя «броненосность» рыб могла повыситься, подумали учёные.

Однако генетика утверждает, что всё куда интереснее: анализ ДНК обитателей озера показал, что хотя небольшая миграция из залива имела место, её никак не достаточно для объяснения наблюдаемого феномена.

Предложенная авторами работы, опубликованной в Current Biology, гипотеза обратной эволюции поначалу может показаться странной, но она хорошо объясняет всё произошедшее.

Очистка озера, в которое ежедневно сбрасывали тонны отходов, сделала воду чище, а вместе с ней убрала мутную взвесь, скрывающую мелких рыбешек от хищников. Миллионы лет назад мутная взвесь мелких водоемов уже сыграла важную роль в эволюции – именно благодаря ей главным органом чувств пресноводных рыб стало обоняние, которому мы обязаны развитыми большими полушариями.

На этот раз сработала классическая модель «хищник–жертва», на которой легко прослеживается естественный отбор, – более приспособленная жертва выживает, в то время как медленная или плохо защищенная становится добычей. Так и произошло в Вашингтоне: если в мутной воде рыбки могли пожертвовать ресурсами, необходимыми для отращивания защитных пластинок, то в очищенном водоёме их слишком хорошо видела форель, уничтожавшая, в первую очередь, не защищённых бронёй особей.

И хотя вся эта история выглядит очень ясной и стройной и даже подтверждена генетически, неясно, что представлял собой водоём до середины прошлого века. Ученые не могут точно сказать, когда он стал настолько грязным и как выглядело большинство рыб в начале века.

В любом случае учёным удалось показать, и как загрязнение сказывается на рыбах, и как забота об окружающей среде способна эти изменения обратить. Выясняется, что для такого обращения достаточно лишь нескольких десятков лет – а это всего десяток поколений рыбки, живущей 3–4 года.