Бесконечное число самых прекрасных форм. Новая наука эво-дево и эволюция царства животных

Ярко выраженные различия внешних признаков часто имеют под собой достаточно простую генетическую основу. Например, самки тигрового парусника (Papilio glaucus), обитающего на востоке Северной Америки (включая Висконсин), имеют два варианта окраски: желтые с черными тигровыми полосками и полностью черные (вкладка 8j). Черная "меланистическая" форма является имитацией бабочки парусника (Battus philenor), которая обитает в тех же местах, что и тигровый парусник, но несъедобна для птиц. При столь разной внешности эти две формы парусника, по-видимому, имеют лишь одно генетическое различие, определяющее синтез желтого или черного пигмента в чешуйках центральной части крыла. Даже если различия в рисунке на крыльях отдельных особей кажутся достаточно сложными и затрагивают несколько элементов, генетических различий между формами относительно немного. По-видимому, то же самое можно сказать и о других случаях мимикрии.

Бабочки Heliconius, обитающие в Центральной и Южной Америке, имеют предупреждающую окраску (желтую или красную), которая сообщает хищникам о том, что они несъедобны. Мимикрия у этих бабочек встречается в различных географических районах. В конкретной местности бабочки разных видов могут иметь сходную окраску, но разные географические популяции одного и того же вида могут различаться. Так, бабочки Н. melpomene и Н. erato очень похожи друг на друга в каждом районе Бразилии, Эквадора и Перу, но популяции каждого вида, обитающие в разных географических зонах, имеют разный рисунок (вкладка 8k). Причина этого явления заключается в том, что в разных регионах на этих бабочек охотятся разные птицы и для адаптации к этим условиям каждый вид бабочек выбирает ту окраску, которая наилучшим образом защищает их от местных хищников. Ученые активно изучали генетические механизмы, объясняющие различия размера, формы и цвета полос и лучей на крыльях Heliconius, В целом, похоже, что очень небольшое число генетических различий отвечает за различия между популяциями.

Пока еще найдены не все гены, ответственные за окраску и мимикрию парусников или Heliconius. Но это лишь вопрос времени. Когда эти гены будут обнаружены, мы сможем установить связь между генами, рисунком на крыльях и приспособленностью этих удивительных существ.

Нам еще предстоит разгадать тайну эволюции разноцветных узоров на крыльях бабочек, зато сравнительно недавно ученые сделали несколько важных открытий относительно эволюции одного — базового — черного цвета у множества других животных. Эволюция черной, или меланической, окраски представляет собой одно из наиболее распространенных изменений цвета в царстве животных. В следующей главе я расскажу о том, как изучение черной окраски помогло ученым проследить за эволюцией "в действии".

8j Две формы тигрового парусника. Меланистическая форма самки этой бабочки

8k Мимикрия у бабочек рода Heliconius. У бабочек красная и оранжевая окраски являются предупредительными. В каждом ряду представлены фотографии особей вида Н. melpomene (слева) и Н. erato (справа), обнаруженные в одной и той же географической зоне. Обратите внимание на внутривидовые различия между особями, обитающими в разных географических зонах, и на удивительное межвидовое сходство между особями, обнаруженными в одной и той же зоне. Фотография Фредерика Нийхута из его книги "Развитие и эволюция рисунка на крыльях бабочек" (The Development and Evolution of Butterfly Wing Patterns); с разрешения издательства Smithsonian Institution Press.

Сцена из африканской жизни. Рисунок Джейми Кэрролл.

Глава 9. Выкрасим черным

Счастливы те, кто научился в примерах из дикой природы видеть то, что можно любить и глубоко уважать, чему можно удивляться, поскольку эти люди обретут неиссякаемый источник радости и обновления.

Хью Б. Котт "Приспособительная окраска животных" (Adaptive Colouration in Animals, 1940)