Эволюция: Неопровержимые доказательства

Существует еще одно предсказание, касающееся географического видообразования, которое основано на разумном допущении, что такое видообразование происходит в природе и сейчас. Если это так, мы сможем обнаружить изолированные популяции одного вида, в которых начинается процесс видообразования и в которых при этом наблюдается слабая репродуктивная изоляция от других популяций. Как и следовало ожидать, прогноз подтверждается, и тому есть немало примеров. Один из них – орхидея Satyrium hallackii, которая произрастает в Южной Африке. На севере и востоке орхидею опыляют бражники, а также мухи с длинным хоботком. Чтобы привлечь этих опылителей, у цветков орхидей развились длинные трубки венчика; опыление таких цветов возможно только при условии, что бабочка или муха с длинным хоботком подлетит достаточно близко, чтобы просунуть хоботок в чашу цветка. Но в прибрежных районах единственный опылитель – это пчела, у которой хоботок короткий, поэтому в такой местности у цветков орхидеи трубки венчика гораздо короче. Если бы популяциям пришлось произрастать в местности, где водились бы все три группы опылителей, то у цветов с длинными и короткими венчиками неизбежно проявилась бы некоторая генетическая изоляция, потому что видам с длинными хоботками было бы затруднительно опылять цветы с короткими венчиками, и наоборот. Существует также множество примеров видов животных, у которых особи из разных популяций спариваются менее охотно, чем особи из одной популяции.

Финальное предсказание для проверки географического видообразования будет звучать так: должно выясниться, что репродуктивная изоляция между парой физически изолированных популяций со временем медленно возрастает. Мы с коллегой Алленом Орром проверили это предсказание, наблюдая за множеством пар видов дрозофил, причем каждая пара видов отделилась от собственного общего предка в разное время в прошлом. (С помощью метода «молекулярные часы», описанного в главе 4, мы сумели определить время, когда пара видов начала разделяться. Для этого потребовалось подсчитать количество различий в последовательности нуклеотидов ДНК этой пары.) Мы измерили три типа репродуктивных барьеров в лабораторных условиях: брачную избирательность между парами видов, а также стерильность и нежизнеспособность их гибридов. В соответствии с предсказанием мы обнаружили, что репродуктивная изоляция между ними со временем неуклонно возрастает. Через 2,7 млн лет разделения генетические барьеры между группами становятся достаточно сильными, чтобы полностью предотвратить скрещивание. Это долгий срок. Ясно, что по крайней мере у дрозофил образование новых видов – процесс медленный.

История обнаружения способа возникновения видов напоминает историю о том, как астрономы открыли эволюцию звезд. Оба процесса протекают слишком медленно, чтобы мы имели возможность пронаблюдать их в течение человеческой жизни. Но все-таки в наших силах понять, как они работают, и для этого мы рассматриваем моментальные снимки процесса на разных стадиях эволюции, а потом соединяем их, чтобы получить связный фильм. Астрономы обнаружили в галактиках дисперсные облака материи («звездные ясли»). В других местах они увидели, как эти же облака конденсируются в протозвезды. А где-то еще они пронаблюдали, как протозвезды развиваются в полноценные звезды, конденсируясь еще больше и затем генерируя свет по мере того, как температура их ядра повышается настолько, чтобы атомы водорода превратились в гелий. Встречались звезды типа красный гигант, такие как Бетельгейзе; иные проявляли признаки отбрасывания своего внешнего слоя в космос, а другие пока еще оставались маленькими, плотными белыми карликами. Выстроив все эти стадии в логическую последовательность, основанную на том, что нам известно о физическом и химическом строении звезд и их поведении, мы сумели понять, как звезды зарождаются, формируются, существуют и умирают. На основе этой картины эволюции звезд мы можем делать предсказания. Например, нам известно, что звезды размером с наше Солнце излучают ровный свет в течение примерно 10 млрд лет, прежде чем увеличиться и стать красными гигантами. Поскольку нашему Солнцу около 4,6 млрд лет, мы знаем, что наша планета сейчас примерно на середине жизненного пути, прежде чем она наконец будет поглощена расширением Солнца.