Насекомые - первые селекционеры

 

Розы расскажут ту же историю, что и собаки, но с одним отличием, которое относится к нашей разогревающей стратегии.

Цветок розы, еще до того, как человеческий глаз и нос приступили к своей работе по генетическому высеканию, обязан своим существованием миллионам лет подобного ваяния глазами и носами насекомых (ну, точнее антеннами — то, чем насекомые чувствуют запах).

И то же самое справедливо для всех цветов, которые украшают наши сады.

Подсолнечник, Helianthus Annuus, это североамериканское растение, которое в диком виде выглядит как астра или большие ромашки.

Культурный подсолнечник на сегодня одомашнен до той стадии, когда его цветы имеют размер тарелки.

«Гигантские» подсолнечники, первоначально развели в России, 4–5, 5 метров высотой, диаметр головки близок к 0.3 метра, что более, чем в десять раз превосходит размер диска дикого подсолнечника, и обычно есть только одна головка у растения, вместо многих, намного меньших цветов у дикого растения.

Русские стали разводить этот американский цветок, кстати, по религиозным причинам.

Во время Великого поста и Филиппова поста, использование масла в кулинарии было запрещено Православной церковью.

По причине, которую я, как неискушенный в глубинах богословия, не буду предполагать, подсолнечное масло, было освобождено от этого запрета.

Это обеспечило одно из экономических условий, которое стимулировало недавнюю селекцию подсолнечника.

Однако, задолго до современной эпохи, коренные американцы культивировали эти питательные и впечатляющие цветы для еды, получения красителей и для украшения, и они добились промежуточных результатов между диким подсолнечником и экстравагантной крайностью современных сортов.

Но еще до этого подсолнечник, как и все ярко окрашенные цветы, обязан своим существованием селекции насекомыми.

То же самое верно в отношении большинства из знакомых нам цветов — возможно, всех цветов, которые окрашены иначе, чем в зеленый цвет, и чей запах — нечто большее, чем просто неопределенно растительный.

Не вся работа была сделана насекомыми — для некоторых цветов опылителями, которые производили начальную селекцию, были колибри, летучие мыши, даже лягушки — но принцип тот же самый.

Садовые цветы были еще в дальнейшем улучшены нами, но дикие цветы, с которых начинали мы, изначально разве что привлекли бы наше внимание, и в силу того, что насекомые и другие селективные агенты существовали до нас.

Поколения предков цветов были отбирались поколениями предков насекомых, или колибри, или других природных опылителей.

Это являет собой превосходный пример селекции, с той небольшой разницей, что селекционерами выступали не люди, а насекомые и колибри.

В конце концов, думаю, разница не принципиальна.

И если вы до сих пор со мной не согласны, у меня есть еще кое-что для разогрева.

Что склоняет нас думать, что эти различия существенны? С одной стороны, люди вполне осознанно выводят, скажем, как можно более темную пурпурную розу для собственного эстетического удовлетворения, или потому, что думают, что другие люди заплатят за нее деньги.

Насекомые производят селекцию, конечно, не из эстетических соображений, но по причинам..

Хорошо, тут мы должны немного отступить, и взглянуть в целом на проблему взаимоотношений цветов и их опылителей.

И вот от чего мы можем оттолкнуться в наших рассуждениях.

По причинам, в которые я не буду вдаваться в настоящее время, суть полового размножения в том, что вы не должны оплодотворять сами себя.

Если вы бы делали это, в конце концов, не было бы смысла возиться с половым размножением изначально.

Пыльца должна как-то попасть с одного растения на другое.

Растения-гермафродиты, у которых есть женские и мужские органы в одном цветке, часто изощряются, чтобы не допустить самоопыления мужскими частями цветка женских частей.

Сам Дарвин изучал изобретательный способ, которым это достигается в первоцветах.

Принимая необходимость перекрестного опыления как данность, каким образом цветы умудряются доставить пыльцу через физический промежуток, который отделяет их от других цветов того же вида? Самый очевидный способ — ветер, и множество растений, используют его.

Пыльца — мелкий, легкий порошок.

Если Вы выпускаете достаточно пыльцы при легком ветерке, одному или двум зернам, возможно, повезет приземлиться в нужном месте на цветке нужного вида.

Но опыление ветром расточительно.

Необходимо производство огромного количества пыльцы, как известно страдающим сенной лихорадкой.

Большая часть пыльцы приземляется где-то в другом месте, чем должна была, и вся энергия и ценные материалы оказываются потраченными впустую.

Гораздо более эффективно сделать процесс опыления целенаправленным.

Почему же растения, подобно животным, не решат перемещаться в пространстве в поисках другого растения того же вида, чтобы спариться с ним? Это гораздо более сложный для понимания вопрос, чем может показаться на первый взгляд.

Будет порочным кругом просто утверждать, что растения не ходят, но боюсь, мне придется пока этим ограничиться.

Факт в том, что растения не ходят.

А животные ходят.

И животные летают, и у них есть нервные системы, способные направить их к особым целям с искомыми формами и цветами.

Так что, если бы можно было каким-то образом убедить животных посыпать себя пыльцой, а затем пойти или желательно полететь на другое растение правильного вида…

Ну, ответ ни для кого не секрет: именно это и происходит.

История в некоторых случаях очень сложна и во всех случаях увлекательна.

Многие цветы используют взятку в виде пищи, как правило, нектар.

Возможно, взятка — слово с неправильным подтекстом.

«Оплата за оказанные услуги» если вам будет угодно? Меня удовлетворит и то и другое, пока мы не поймем их в ошибочно человеческом смысле слов.

Нектар — сладкий сироп, и он изготавливается растениями специально, и только для оплаты и заправки пчел и бабочек, колибри, летучих мышей и другого наемного транспорта.

Его производство — дорогостоящее дело, забирающее долю энергии солнца, захваченную листьями — панелями солнечных батарей растения.

С точки зрения пчел и колибри, это — высокоэнергетическое авиационное топливо.

Энергию, заключенную в сахаре нектара, можно было бы использовать в других «секторах экономики» растения, возможно, отрастить корни, или заполнить подземные хранилища, которые мы называем клубнями и луковицами, или даже сделать огромное количество пыльцы, чтобы предать ее четырем ветрам.

Очевидно, что для большого числа видов растений компромисс достигается в пользу оплаты крылатых насекомых и птиц для заправки их летательных мышц сахаром.

Однако это не всецело подавляющее преимущество, и некоторые растения действительно используют опыление ветром, по-видимому, потому что обстоятельства их экономических условий смещают их баланс в эту сторону.

У растений есть энергетическая экономика и, как и в случае с любой экономикой, компромиссы могут благоприятствовать различным вариантам в различных обстоятельствах.

Кстати, это важный урок в эволюции.

Различные виды делают вещи по-разному, и мы часто не понимаем различия, до тех пор, пока не изучим всей экономики вида.

Если опыление ветром будет на одном конце континуума методов перекрестного опыления — должны ли мы называть этот конец расточительным? — то каков другой экстремум с другой стороны, со стороны «волшебной пули»? На очень немногих насекомых можно рассчитывать, что они полетят, как волшебная пуля, прямо от цветка, где они взяли пыльцу, к другому цветку точно того же вида.

Некоторые просто перейдут к любому старому цветку, или возможно любому цветку подходящего цвета, и это — все еще вопрос удачи, будет ли он того же вида, что и цветок, который только что заплатил нектаром.

Тем не менее существуют некоторые прекрасные примеры цветов, которые в этом континууме стоят далеко в конце волшебной пули.

Видное место в списке занимают орхидеи, и не удивительно, что Дарвин посвятил им целую книгу.

И Дарвин, и его cооткрыватель естественного отбора Уоллес, привлекли внимание к удивительной орхидее с Мадагаскара, Angraecum sesquipedale, и оба сделали одно и то же замечательное предсказание, которое было позже триумфально подтверждено.

Эта орхидея имеет трубчатые нектарники, глубина которых достигла более чем 11 дюймов по собственной линейке Дарвина.

Это составляет почти 30 сантиметров.

Родственный вид, Angraecum longicalcar, имеет нектарники, которые даже длиннее, вплоть до 40 сантиметров (более 15 дюймов).

Дарвин, просто на основании существования Angraecum sesquipedale на Мадагаскаре, предсказал в своей книге об орхидеях 1862 года, что должна существовать «бабочка, способная вытягивать хоботок на длину от десяти до одиннадцати дюймов».

Уоллес пять лет спустя (не ясно, читал ли он книгу Дарвина) упоминал несколько мотыльков, хоботки которых были достаточной длины, чтобы соответствовать требованиям.

«Я тщательно измерил хоботок экземпляра Macrosila cluentius из Южной Америки в коллекции британского Музея и обнаружил, что он составляет девять дюймов с четвертью! У одного экземпляра из тропической Африки (Macrosila morganii) — семь с половиной дюймов.

Виды, имеющие хоботок на два или три дюйма длиннее, уже могут достать нектар в самых крупных цветах полуторафутового ангрекума Angrжcum sesquipedale, длина нектарников которых варьирует от 10 до 14 дюймов.

Можно безбоязненно утверждать, что такие мотыльки существуют на Мадагаскаре; и посещающие остров натуралисты должны искать их с той же уверенностью, с которой астрономы искали Нептун, — и будут так же успешны! »

В 1903 году, после смерти Дарвина но при жизни Уоллеса, был обнаружен до тех пор неизвестный подвид мотыльков, который соответствовал предсказаниям Дарвина/Уоллеса, и потому получивший видовое наименование praedicta [предсказанный].

Но даже Xanthopan morganipraedicta, «бражник Дарвина», не способен опылять A.longicalcar, и существование этого цветка вынуждает нас подозревать существование мотыльков с ещё более длинным хоботком с той же степенью уверенности, с которой Уоллес ссылался на предсказание открытия планеты Нептун.

Между тем, этот маленький пример показывает ложность утверждения о том, что эволюционная наука не может делать никаких предсказаний, потому что имеет дело только с прошлым.

Предсказание Дарвина/Уоллеса было полностью правомочным предсказанием, несмотря на то, что мотыльки praedicta существовали до того, как оно было сделано.

Они предсказали, что в некоторый момент в будущем кто-нибудь обнаружит мотылька с хоботком достаточно длинным для того, чтобы достать нектар из A.sesquipedale.

У насекомых хорошее зрение, но видимый ими спектр сдвинут ближе к ультрафиолетовому и дальше от красного.

Как и мы, они могут видеть жёлтый, зелёный, синий и фиолетовый.

Но, в отличие от нас, они также видят далеко в ультрафиолетовом диапазоне; и они не видят красный в «нашей» части спектра.

Если у вас в саду есть красный трубчатый цветок, то, весьма вероятно (хотя и не обязательно), в дикой природе он опыляется не насекомыми, а птицами, которые хорошо видят в красной области спектра — возможно, колибри, если это растение из Нового Света, или нектарницами, если из Старого.

Цветы, которые для нас выглядят довольно невзрачно, могут быть на самом деле щедро украшены точками и полосками к услугам насекомых — орнаментами, которые нам не видны, потому что мы не воспринимаем ультрафиолет.

Многие цветы с помощью ультрафиолетовых пигментов образуют некое подобие посадочной разметки для пчёл, не видимой человеческим глазом.

Энотера (Oenothera) кажется нам жёлтой.

Но на фотографии, сделанной через ультрафиолетовый фильтр, заметен узор для пчёл, не видимый невооружённым глазом.

На этой фотографии он кажется красным, но это «искусственный цвет»: произвольный выбор в ходе обработки фотографии.

Это не означает, что пчёлы видят его как красный.

Никто не знает как видят ультрафиолет (или жёлтый, или любой другой цвет) пчёлы (я даже не знаю как для вас выглядит красный — это старый философский вопрос).

Луг, полный цветов, является Таймс-Сквером природы, естественной площадью Пиккадилли.

Медленно движущаяся неоновая реклама, она сменяется от недели к неделе по мере того, как наступает сезон разных цветов, строго побуждаемых приметами, например, изменения длины дня, для синхронизации с другими цветами своего вида.

Эти цветочные феерии, расплесканные через зеленый холст луга, были сформированы и окрашены, увеличены и украшены благодаря прошлым выборам, сделанным глазами животных: глазами пчел, глазами бабочек, глазами журчалок.

В лесах Нового Света мы должны были бы добавить к этому списку колибри, а в африканских лесах глаза нектарниц.

Между прочим, колибри и нектарницы не особо тесно связаны.

Они выглядят и ведут себя похоже из-за того, что конвергентно пришли к одинаковому образу жизни, связанному с цветами и нектаром (хотя они едят не только нектар, но и насекомых).

У них длинные клювы для сбора нектара и ещё более длинные языки.

Нектарницы — не так умело зависают, как колибри, которые могу летать даже задом наперёд, как вертолёт.

Также конвергентную ветку, хотя от более отдаленной точки животного мира, представляет языкан обыкновенный, непревзойденно зависающий и обладающий невероятно длинным языком.

Мы вернёмся к конвергентной эволюции позже, после того как поймем естественной отбор как следует.

Здесь, в этой главе, цветы соблазняют нас, затягивают нас, шаг за шагом, выстраивая наш путь к пониманию.

Глаза колибри, глаза бражника, глаза бабочки, глаза журчалки, глаза пчелы критически взирают на дикорастущие цветы, поколение за поколением изменяя их форму и цвет, поднимая их, нанося на них узоры — почти так же, как человеческие глаза позже поступили с садовыми цветами и с собаками, коровами, капустой и пшеницей.

Для цветка опыление насекомыми представляет огромный прогресс в экономике в сравнении с расточительным дробовым ружьем опыления ветром.

Даже если пчела посещает цветы без разбора, перелетая с лютика на василёк, с мака на чистотел, крупинка пыльцы имеет намного больший шанс попасть в цель — второй цветок того же вида, чем если бы она летела по воле ветра.

Немного лучше были бы пчёлы, предпочитающие определённый цвет, например голубой.

Или пчёлы, не имеющие каких-либо долгосрочных цветовых предпочтений, но формирующие цветовые привычки, таким образом выбирающие один цвет в течении некоторого времени.

Ещё лучше были бы насекомые, посещающие цветы лишь одного вида.

И есть цветы, такие как мадагаскарская орхидея, вдохновившая предсказание Дарвина/Уоллеса, чей нектар доступен только определённым насекомым, специализирующимся на этих цветах и выигрывающих от своей монополии на него.

Те Мадагаскарские бабочки — идеальные волшебные пули.

С точки зрения мотылька, цветы, которые гарантированно предоставляют нектар, подобны послушной, дойной корове.

С точки зрения цветов, мотыльки, которые надёжно переносят их пыльцу другим цветкам того же вида, подобны службе доставки Федерал-Экспресс или хорошо тренированным почтовым голубям.

Каждая из сторон, можно сказать, одомашнила другую, выборочно разводя на получение более хорошо справляюшихся с работой, чем предшественники.

Люди-селекционеры, вырастившие прекрасные розы, оказали на цветы почти такое же воздействие, что и насекомые — лишь чуть их превзойдя.

Насекомые выводили цветы, чтобы те были яркими и броскими.

Садовники сделали их еще более яркими и еще более эффектными.

Насекомые сделали розы приятно ароматными.

Появились мы и сделали их еще более ароматными.

Впрочем, то, что ароматы, предпочитаемые пчёлами и бабочками, приятны и для нас — лишь счастливое совпадение.

Цветы, такие как «Зловонный Бенджамин» (Trillium erectum) или «трупный цветок» (Amorphophallus titanum), которые используют мух или жуков падальщиков как опылителей, часто вызывают отвращение у нас, потому что они имитируют запах разлагающихся мяса.

Полагаю, запах таких цветов не был усилен человеческими селекционерами.

Конечно, отношения между насекомыми и цветами — двухсторонняя улица, и мы не должны забывать смотреть в обоих направлениях.

Насекомые «разводят» цветы, делая их более красивыми, но не потому, что наслаждаются красотой.

Скорее, цветы выигрывают от того, что насекомые находят их привлекательными.

Насекомые, выбирая наиболее привлекательные цветы, невольно способствуют их отбору по красоте.

В то же время цветы «разводят» насекомых, исходя из их способности к опылению.

С другой стороны, я подразумевал, что насекомые селекционируют цветы на высокий выход нектара, как молочники выводя Фризскую породу коров с громадным выменем.

Но в интересах цветов — дозировать свой нектар.

Объевшееся насекомое не имеет стимула искать второй цветок — дурная новость для первого цветка, для которого второе посещение, визит опыления, является целью всего предприятия.

С точки зрения цветов, надо поддерживать тонкий баланс между предоставлением слишком большого количества нектара (нет смысла лететь ко второму цветку) и слишком малого (нет смысла посещать первый).

Насекомые доили нектар с цветов, и разводили их на увеличение надоев, вероятно, сталкиваясь с сопротивлением со стороны цветов, как мы только что видели.

Разводят ли пчеловоды (или садоводы с интересами пчеловодов на уме), цветы на еще большую продуктивность нектара, как фермеры разводят породы коров Фриз или Джерси? Я заинтригован узнать ответ.

Между тем, нет сомнений в тесной параллели между садоводами, в качестве селекционеров симпатичных и ароматных цветов, и пчелами и бабочками, колибри и нектарницами, делающими то же самое.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: