Родство животных и межвидовая конкуренция

Многие поколения биологов бьются над решением одной и той же проблемы: как возникло нескончаемое, поистине ошеломляющее разнообразие жизни на нашей планете? Почему природа так щедра на изобретение, казалось бы, самых невероятных жизненных форм, какие источники питают ее фантазию? Чем больше мы удивляемся многообразию живых существ, тем ярче осознаем, что те подспудные механизмы, которые его создали и поддерживают, изучены очень поверхностно. Об исследовании одного из них пойдет наш рассказ.

Вероятно, природа долго размышляла над тем, чем бы это особенно поразить умы исследователей-биологов, прежде чем удосужилась создать близкие виды животных. Надо сказать, что она не ошиблась в расчетах. Трудно даже представить себе, сколь великую популярность приобрела проблема взаимоотношений близких видов в современной биологии. Ни один из номеров самых почтенных научных журналов, посвященных вопросам экологии и эволюции, не обходится без статей, в которых во всех мыслимых аспектах не рассматривались бы близкие виды и их взаимоотношения друг с другом. Солидные монографии, не желая отставать от научной периодики, непременно отводят этой теме несколько обширных разделов. Что же это такое — близкие виды и почему они приковали к себе столь пристальное внимание ученых?

В любой ландшафтной зоне, будь это тундра, сибирская тайга, африканская саванна или экваториальный тропический лес, мы всегда можем наблюдать за тем, как несколько весьма сходных и по облику, и по своей биологии видов живут совместно, то есть входят в состав единого биоценоза, в рамках которого эти виды образуют особое сообщество — многовидовую или смешанную популяцию. Каждое такое сообщество состоит по сути дела из родственников, однако родство это, разумеется, не кровное, не семейное, а эволюционное, или, как говорят биологи, филогенетическое. Это означает, что все эти виды, ныне существующие независимо друг от друга, некогда имели одного общего предка. Популяция, которой суждено, в конце концов, выйти из-под опеки родительского вида, эволюционирует медленно и постепенно, как бы собирая силы для самостоятельной жизни. Она становится все «сильнее» по мере того, как в ее генофонде накапливаются наследственно закрепленные отличия от популяции-предка. Это не проходит бесследно, генетическая дивергенция неизбежно влечет за собой изменения в поведении, экологии и внешнем облике. Наконец, этих различий становится так много, что особи родительской и дочерней популяции теряют возможность скрещиваться друг с другом.

Репродуктивные контакты между ними постепенно сходят на нет. Теперь перед нами разные виды, изолированные друг от друга генетически, каждый из которых отныне предоставлен своей собственной эволюционной судьбе. Тем не менее, пока что между ними еще очень много общих черт. А главное — они нуждаются для своего существования в одних и тех же или очень сходных ресурсах — пище, убежище, пространстве. И вопрос в том, как же они делят их? Кому перепадает больше с общего стола, а кто остается в убытке, а то и вовсе обделенным, для кого последствия конкуренции оказываются роковыми?

Но причем здесь поведение? Чтобы ответить на этот вопрос, стоит бросить взгляд на то, как возникли современные представления о межвидовых отношениях и конкуренции у животных.

Всякий, кому выпадала возможность рассмотреть инфузорию-туфельку, не может не признать, что это очень симпатичное существо, хоть и состоит оно всего лишь из одной клетки. Однако широкую известность этому простейшему животному принесла отнюдь не его привлекательная внешность. В первой половине тридцатых годов прошлого века в одной из лабораторий Московского университета под руководством Георгия Францевича Гаузе была поставлена серия экспериментов, в каждом из которых совместно выращивали два вида инфузорий-туфелек. Объекты исследований жили в пробирках и при благоприятных условиях размножались с невероятной скоростью. Пищей им служили дрожжевые клетки, а общий объем среды, в которой жили и размножались тысячи инфузорий двух видов, не превышал пяти миллилитров. Самое интересное оказалось в том, что популяция одного вида увеличивала свою численность быстрее и всегда вытесняла конкурента. Так было во всех опытах, в которых исследователь использовал те виды, которые одинаково распределялись в толще среды в пробирке.

Это обстоятельство позволило Г. Ф. Гаузе сформулировать фундаментальный вывод о невозможности длительной совместной жизни близких видов с одинаковыми биологическими потребностями. Этот вывод приобрел статус общебиологического правила, получившего имя своего первооткрывателя.

Английский орнитолог Дэвид Лэк не был экспериментатором. Всю жизнь этот выдающийся исследователь изучал птиц в их естественной обстановке в природе. Самые разные группы птиц стали предметом его внимания, начиная от гнездящихся на приморских утесах бакланов и кончая многочисленными вьюрками Галапагосских островов, разнообразие которых со времен Дарвина не дает покоя биологам-эволюционистам. Обобщив солидный фактический материал, Лэк пришел к выводу, что правило Гаузе справедливо во всех случаях. Оказалось, что близкие виды птиц, населяющие один и тот же географический регион, как правило, гнездятся в разных местах. Сам по себе этот факт был известен задолго до работ Лэка и отражен в видовых названиях птиц: домовый и полевой воробьи, городская, деревенская и береговая ласточки. Ну, а как быть, если близкие виды живут бок о бок? Тогда, по мнению Лэка, чтобы избежать пищевой конкуренции друг с другом, им необходимо иметь разные рационы.

С тех пор минуло много лет, и взгляды экологов на межвидовые отношения постепенно изменились. Возникла, в частности, мысль о том, что межвидовой конкуренции за пищу может не быть просто потому, что численность смешанной популяции строго регулируется. И вот тут на сцену выступает этология — поведенческие механизмы. Внутривидовое и межвидовое территориальное поведение может служить своеобразным клапаном, препятствующим перенаселению экологической ниши. Выходит, поведение выполняет роль буфера, предотвращающего конкуренцию, а это означает, что близкие виды могут жить рядом друг с другом сколь угодно долго и благоденствовать даже в том случае, если их потребности полностью одинаковы.

Таким образом, сама логика познания заставила исследователей обратиться к науке о поведении животных. Необходимость учитывать поведение как очень важный фактор становится особенно насущной, когда нас интересуют межвидовые отношения у таких психически высокоразвитых животных, как птицы.

Автор: В. Іваницкий.