Цифровой журнал «Компьютерра» № 117

А теперь я перехожу к главной мысли своей колонки. Пришла она к нам не сразу. Вначале мы просто обратили внимание, насколько крупны самки жаб в недавно заселённых местообитаниях и насколько мелки самцы. Смотрите.

Первая фотография сделана в одном из новых местообитаний. Для жаб, как и для многих других гадов, вообще характерны более крупные размеры самок, но размеры этой пары чрезмерно непропорциональны. Самка очень велика, самец — мелок.

А следующая фотография сделана на Иськовом пруду. И самка помельче, и самец (по крайней мере верхний) вполне пропорционален по размеру. А сзади — другой самец, захватчик. Им предстоит нелёгкая борьба за самку.

При измерении достаточных по размеру выборок стало ясно, что в «молодых» популяциях самцы значимо мельче, чем в старых, а самки, наоборот, значительно крупнее (см. рис. 2 здесь).

Теперь понятно, почему в местообитаниях, где численность жаб стабильно высока, мелкие самцы не участвуют в нересте. Показано, что шансы на победу самца пропорциональны его размерам (а значит, и силе). Борьба между ними идет всерьёз.

Там, где мужская конкуренция сильна, у мелкого самца почти нет шансов оплодотворить кладку. Даже если он встретит самку первым, его с неё всё равно хоть кто-нибудь да скинет. А вот там, где жабы только-только появились и плотность их населения невелика, мелкому самцу может повезти. Если он встретит свободную самку, он может просто не столкнуться с более сильными конкурентами.

Итак, мы предположили, почему в «молодых» местообитаниях серых жаб на нересте встречаются более мелкие самцы. А почему же там растут размеры самок? Для ответа на этот вопрос нужны точные данные по скорости роста, плодовитости и продолжительности жизни жаб в сравниваемых популяциях. Должен вам сказать, что получение надёжных оценок этих важнейших характеристик популяций диких животных — весьма трудоёмкая задача.

Не буду торопить события; данные по изучению возраста и темпа роста жаб из изученных нами популяций ещё не опубликованы. Обойдусь лишь ссылкой на общесистемные закономерности да упомяну наши результаты, полученные на лягушках.

Общесистемные соображения основываются на том, что сложную систему с нелинейными внутренними взаимосвязями невозможно оптимизировать сразу по нескольким разным параметрам. Тут можно сослаться на так называемое правило Метью-Кермака (Matthew-Kermak principle). Среди биосистем из однородного множества (например, организмов в популяции) высокий уровень приспособленности к одному фактору оказывается связаннным с низкой приспособленностью к другим. Это правило можно рассматривать как пример закона сохранения в биосистемах. Можно также говорить о трейд-оффе (trade-off): необходимости выбора между оптимизацией параметров, связанных отрицательными корреляциями. Звучит, конечно, сложновато, но отражает вполне доступную мысль. Давайте я лучше процитирую лучший учебник по экологии, переведённый на русский язык:

"Легко описать гипотетический организм, имеющий все признаки, необходимые для достижения высокой репродуктивной ценности. Он размножается почти сразу же после рождения, дает многочисленное, крупное, защищённое потомство, о котором заботится; он размножается многократно и часто на протяжении долгой жизни; он побеждает в конкурентной борьбе, избегает хищников и легко добывает пищу. Описать такое существо легко, но представить трудно просто потому, что невозможно одновременно расходовать все свои ресурсы и на размножение, и на выживание <...> Уже здравый смысл говорит о том, что реальный образ действий и жизненный цикл организма должны отражать компромиссное распределение доступных ресурсов".

Тут для меня особенно интересна мысль о том, что быстрый переход к производству многочисленного потомства не согласуется с долгой жизнью; приоритет в расходовании ресурсов может быть связан или с размножением, или с выживанием.