Річард Докінз - Сліпий годинникар

class="p">Принцип електролокації, як це назвали, доволі добре зрозумілий з погляду фізики, хоча й не дає уявлення про те, як це — почуватися електричною рибою. Ось такий опис однаково підходить для африканських і південноамериканських слабоелектричних риб — конвергенція тут повна. Струм виходить із передньої половини тіла риби в воду лініями, що вигинаються назад і повертаються до хвостового кінця. Насправді це не окремі «лінії», а безперервне «поле», невидимий електричний кокон, що оточує тіло риби. Однак нам легше уявити їх у вигляді вигнутих ліній, що виходять з риби крізь низку «гарматних портів» (спеціальних отворів, розташованих уздовж передньої половини її тіла), вигинаються у воді та входять у рибу знову біля кінчика її хвоста. При кожному такому отворі риба має такий собі крихітний вольтметр, що вимірює напругу. Коли риба зупиняється у вільній воді без жодних перешкод навколо, ці лінії мають вигляд плавних кривих. Крихітні вольтметри при кожному отворі реєструють напругу як «нормальну» для її «гарматних портів». Але якщо поблизу з’явиться якийсь сторонній предмет, скажімо камінь чи їжа, лінії струму, що натраплять на цей предмет, зміняться. Це змінить напругу при тому отворі, лінія струму з якого зазнала впливу, і відповідний вольтметр зареєструє цей факт. Тож теоретично, порівнюючи схему напруг, зареєстрованих вольтметрами при всіх отворах, комп’ютер міг би розрахувати схему перешкод навколо риби. Вочевидь, саме це мозок риби й робить. Знову ж таки, це не обов’язково має означати, що риби є чудовими математиками. Вони просто мають апарат, що розв’язує необхідні рівняння, так само, як наші мізки підсвідомо розв’язують рівняння щоразу, як ми ловимо м’яч.

Дуже важливо, аби тіло риби залишалося при цьому абсолютно прямим. Комп’ютер у голові не зміг би впоратись із додатковими викривленнями, що виникли б у випадку вигинання й перекручення тіла, як у звичайної риби. Електричні риби щонайменше двічі незалежним чином наштовхувалися на цей винахідливий спосіб орієнтації у просторі, але вони мусять платити за нього певну ціну: їм довелося відмовитися від звичайного для риб високоефективного способу плавання, коли все тіло вигинається зміїстими хвилями. Вони розв’язали цю проблему, утримуючи тіло прямим, як палиця, але маючи один-єдиний довгий плавець уздовж усього тіла. Себто замість усього тіла в них хвилями вигинається лише цей довгий плавець. Риби просуваються крізь воду доволі повільно, але все ж рухаються, і, вочевидь, принесення в жертву швидкості руху того варте: здобутки в орієнтації, схоже, переважають втрати у швидкості плавання. Цікаво, що південноамериканські електричні риби знайшли майже точно таке саме рішення, як африканські, але не зовсім. Відмінність промовиста. Обидві групи виробили один-єдиний довгий плавець, що проходить через усе тіло, але в африканських риб він розташований уздовж спини, тоді як у південноамериканських проходить уздовж черева. Як ми вже бачили, такого типу відмінності в деталях є дуже характерними для конвергентної еволюції. Характерні вони, звісно, і для конвергентних проектів інженерів.

Хоча більшість слабоелектричних риб (як африканської, так і південноамериканської групи) випускають свої електричні розряди окремими імпульсами, через що й називаються «імпульсними» видами, меншість видів обох груп роблять це інакше й називаються, відповідно, «хвильовими». У деталі заглиб­люватись я не буду. Для цього розділу важливо лише те, що розподіл на імпульсні та хвильові виникав двічі незалежним чином у неспоріднених груп риб Нового й Старого Світу.

Один із найдивніших прикладів конвергентної еволюції, який я тільки знаю, стосується так званих періодичних цикад. Перш ніж перейти до конвергенції, мушу викласти деяку довідкову інформацію. У багатьох комах спостерігається доволі чітка межа між стадією ювенільного годування, в якій вони проводять більшу частину свого життя, і порівняно короткою стадією дорослого розмноження. Мухи-одноденки, наприклад, проводять більшу частину свого життя у вигляді личинки, що годується під водою, а потім підіймаються у повітря на один-єдиний день, в який уміщують усю свою дорослу стадію. Дорослу муху можна уявити аналогом ефемерної крилатої насінини рослини на кшталт платана, а личинку — аналогом основної рослини. Відмінність полягає лише в тому, що платани утворюють багато насінин і розсіюють їх упродовж багатьох років поспіль, тоді як личинка одноденки породжує лише одну дорослу муху під кінець свого власного життя. У будь-якому разі, періодичні цикади довели тенденцію одноденок до крайнощів. Дорослі особини живуть кілька тижнів, але «ювенільна» стадія (з технічного погляду — «німфи», а не личинки) триває в них упродовж 13 (в одних різновидів) або 17 (у інших) років. Дорослі особини з’являються майже одночасно, провівши 13 (або 17) років замкненими під землею. Масова поява цикад, що відбувається в тій чи іншій конкретній місцевості з чіткою періодичністю — раз на 13 (або 17) років, є справжнім приголомшливим нашестям, через що американці помилково називають їх у просторіччі «сараною». Різновиди ці відомі відповідно як 13- й 17-річні цикади.

А тепер справді дивовижний факт. Виявляється, що існує не лише один вид 13-річних цикад і один — 17-річних. Радше існують три види, причому кожен із них має як 17-річний, так і 13-річний підвид, чи расу. Отже, розподіл на 13- та 17-річну раси виникав незалежним чином не менше трьох разів. Схоже на те, що проміжні періоди — 14, 15 та 16 років — не менше трьох разів конвергенції уникали. Чому? Ми не знаємо. Єдине припущення, що колись висловлювалось, полягає в тому, що 13 і 17, на відміну від 14, 15 та 16, є простими числами. Простими називаються числа, що не діляться без залишку на будь-яке інше число. Суть цієї версії у тому, що раса тварин, які регулярно вибухають нашестями, отримує перевагу почергового надлишку й нестачі харчів для її ворогів, хижаків чи паразитів. І якщо ці нашестя ретельно рознести в часі на просте число років, ворогам буде значно складніше синхронізувати з ними власні життєві цикли. Якби цикади з’являлися, наприклад, кожні 14 років, то їх міг би експлуатувати якийсь паразитичний вид із 7-річним життєвим циклом. Ідея доволі дивна, але не дивніша за саме явище. Насправді ми не знаємо, що такого особливого в 13 й 17 роках. Для нашої теми важливо лише те, що в цих числах має бути щось особливе, бо на них чомусь незалежним чином зійшлися три різні види цикад.

Великомасштабні приклади конвергенції з’являються тоді, коли два чи більше континентів ізольовані один від одного впродовж довгого часу й на кожному з них неспоріднені тварини опановують паралельну низку «занять». Під «заняттями» я розумію способи добування харчів на кшталт викопування хробаків, видлубування мурах, полювання на великих травоїдних, об’їдання листя з дерев. Гарним прикладом є конвергентна еволюція цілої низки занять ссавців на окремих континентах Південної Америки, Австралії та Старого Світу.

Ці континенти не завжди були окремими. Оскільки наші життя вимірюються десятиліттями (і навіть наші цивілізації й династії вимірюються лише століттями), ми звикли сприймати мапу світу та обриси континентів на ній як незмінні. Німецький геофізик Альфред Веґенер висунув теорію про дрейфування континентів уже давно, але більшість людей сміялися з нього ще й після Другої світової війни. Загальновизнаний факт, що Південна Америка й Африка трохи схожі на розділені фрагменти пазлу, вважався просто цікавим збігом. Однак унаслідок однієї з найшвидших і найдовершеніших революцій, які тільки знала наука, колись суперечлива теорія так званого континентального дрейфу була повсюдно визнана під назвою тектоніки плит. Сьогодні доказів того, що