Почему в будущем вороны будут процветать, а овсянки — нет
Биологические законы столь же непреложны, как и законы физики. И если мы как вид хотим выжить, нам придется научиться их понимать и подчиняться им. В книге «С нами или без нас: Естественная история будущего» (издательство «Альпина нон-фикшн»), переведенной на русский язык Анной Петровой, биолог и эколог Роб Данн рассказывает, как меняется окружающий нас мир, какая участь ожидает известные нам виды и где и как будут формироваться новые. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом о том, как способность к изобретательности позволяет некоторым птицам адаптироваться к непостоянству внешних условий.
В грядущие годы средние температуры, скорее всего, изменятся до таких отметок, что сами по себе смогут нанести огромный ущерб культурам, странам, людям и миллионам диких видов животных. Мир будет страдать от смертельного зноя, вызванного нашими действиями и бездействием. Увы, изменениями этих средних значений дело не ограничится. Вместе с ними от года к году начнет нарастатьPendergrass, Angeline G., Reto Knutti, Flavio Lehner, Clara Deser, and Benjamin M. Sanderson, «Precipitation Variability Increases in a Warmer Climate,» Scientific Reports 7, no. 1 (2017): 1–9; Bathiany, Sebastian, Vasilis Dakos, Marten Scheffer, and Timothy M. Lenton, «Climate Models Predict Increasing Temperature Variability in Poor Countries,» Science Advances 4, no. 5 (2018): eaar5809. непостоянство температуры и влажности. Вообще-то, слово «непостоянство» звучит расплывчато и безобидно. Но в действительности все наоборот: это одна из фундаментальных природных угроз. Непостоянства природы надо бояться и к нему нужно готовиться.
Многие дикие виды, далекие от человека, в ответ на изменения средних условий могут перемещаться по сухопутным коридорам или по воздуху в более подходящие места (это уже описанный выше хоминг). Ученым также известно несколько случаев, когда новейшие изменения типовых условий провоцировали быстрый эволюционный ответ вида. К примеру, у муравьев, живущих в раскаленной городской зоне Кливленда, развиласьDiamond, Sarah E., Lacy Chick, Abe Perez, Stephanie A. Strickler, and Ryan A. Martin, «Rapid Evolution of Ant Thermal Tolerance Across an Urban-Rural Temperature Cline,» Biological Journal of the Linnean Society 121, no. 2 (2017): 248–257. повышенная по сравнению с деревенскими родственниками переносимость высоких температур. Естественный отбор просто отбраковал муравьев, неспособных к термоустойчивости. Естественный отбор вообще неизменно помогает видам приспособиться к новым условиям — он проделывает это уже миллиарды лет, рождение за рождением, смерть за смертью.
Но быстрые адаптивные изменения простых свойств организма — скажем, умения переносить жару — полезнее всего для видов в тех ситуациях, когда новые условия, сложившиеся в текущем году, позволяют предвосхитить условия года грядущего. В частности, адаптивные изменения хорошо срабатывают в случаях, когда будущие параметры меняются по нарастающей в одну сторону: тепло, теплее, потом совсем жарко. Но они не слишком эффективны, если условия будущего непостоянны и переменчивы: сначала тепло, потом вдруг холодно, затем жарче прежнего, и так далее. Тем не менее именно последний паттерн наблюдается сейчас во многих регионах — они переживают общее потепление, перемежаемое необычными для их климата крайностями. Некоторые районы Техаса уже видели «беспрецедентную» жару, сопровождаемую засухами и пожарами, за которой, однако, следовало рекордное похолодание. А в Австралии неслыханная засуха внезапно сменялась дождями, которые затапливали целые города. В будущем подобные колебания станут еще более обыденными, а диапазон крайностей — еще более широким.
Для видов, которые вынуждены приспосабливаться к меняющимся условиям, главная проблема как раз крайности: в этом году адаптируемся к одной, а в следующем уже к другой. Например, в 1982 году феномен Эль-НиньоЭль-Ниньо или Южной осцилляцией называется колебание температуры поверхностного слоя воды в экваториальной части Тихого океана, оказывающее заметное влияние на климат в масштабах всей планеты. — Прим. пер. вызвал длительные дожди на острове Дафна Майор в Галапагосском архипелаге, из-за чего чрезвычайно редким стал один из видов растений с крупными семенами — излюбленная пища галапагосских вьюрков. В итоге в тот год особи вида Geospiza fortis (средние земляные вьюрки) с маленькими клювами преуспевали большеGrant, Barbara Rosemary, and Peter Raymond Grant, «Evolution of Darwin’s Finches Caused by a Rare Climatic Event,» Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 251, no. 1331 (1993): 111–117., чем их собратья с крупными клювами. И уже в следующем, году маленькие клювы встречались у большего количества вьюрков. Иначе говоря, птицы эволюционировали. А поскольку вид растений с крупными семенами по-прежнему встречался редко, вьюрки с маленькими клювами продолжали процветать. Но если бы в году, когда фаза Эль-Ниньо сменилась, растения смогли восстановиться, то все пошло бы совсем иначе: приобретенное вьюрками оснащение в новых условиях оказалось бы абсолютно невостребованным, а успех сопутствовал бы вьюркам с крупными клювами. Естественный отбор может долго гонять вид туда-сюда, из крайности в крайность, но в какой-то момент вид этого не выдерживает. Очередной «особенный» год приводит не к приспособлению, а к вымиранию.
Какие же адаптации могут формироваться в отсутствие постоянства и кто способен их генерировать? Существуют ли такие виды, для которых фундаментальная неустойчивость внешних условий является элементом их собственной ниши? И что еще важнее, может ли человек научиться подражать этим видам? Для животных на этот вопрос отвечает закон когнитивного буфера: основной его смысл в том, что звери с большим мозгом способны изобретательно применять свой интеллект — находить пищу, даже когда ее мало, уметь согреваться, когда холодно, и обеспечивать себе тень, когда жарко. Большой мозг сглаживает негативные эффекты дурных условий. На первый взгляд может показаться, что этот закон сулит выгоду и нам, людям. Ведь наш мозг очень велик по сравнению с телом — настолько велик, что, когда мы вымотаны, голова склоняется под собственной тяжестью. Более того, считается, что наш мозг эволюционировал среди прочего и для того, чтобы лучше справляться с климатической изменчивостью. Но вот поможет ли нам большой мозг в будущем, зависит от того, как мы будем им пользоваться. Говоря образно, исход будет определяться тем, кому мы вместе с нашими общественными институциями уподобимся в большей мере — воронам или овсянкам.
Чтобы объяснить, при чем тут вороны и овсянки, придется описать два способа, посредством которых птицы задействуют мозг, сталкиваясь с трудностями повседневной жизни. У некоторых птиц наличествует то, что я назвал бы изобретательным интеллектом: это свойство позволяет им перестраивать свое обычное поведение и придумывать новые решения, диктуемые новыми задачами и новыми условиями. Изобретательный интеллект позволяет птицам не только вникать в суть новых задач, но и воспроизводить найденные решения в дальнейшем. Он помогает птицам запоминать, где они спрятали пищу, и извлекать припасы, когда это нужнее всего. Также изобретательный интеллект дает им возможность осваивать необычные способы добраться до еды. Так, новокаледонские вороны, добиваясь доступа к пище, которую нельзя достать привычными способами, пользуются различными приспособлениями; более того, они умеют изготавливать подходящие орудия. Когда новокаледонской вороне по имени Бетти в лаборатории показали еду, до которой та не могла дотянуться, используя прямой кусок проволоки, Бетти согнула проволоку в крюк. В естественной среде популяции новокаледонских ворон пользуютсяRutz, Christian, and James J. H. St Clair, «The Evolutionary Origins and Ecological Context of Tool Use in New Caledonian Crows,» Behavioural Processes 89, no. 2 (2012): 153–165. разными орудиями для решения разных задач. Вороны учатся и изобретают. Как замечают Джон Марцлуффи Тони Энджелл в своей милой и увлекательной книжке «Дары вороны» (Gifts of the CrowMarzluff, John, and Tony Angell, Gifts of the Crow: How Perception, Emotion, and Thought Allow Smart Birds to Behave Like Humans (Free Press, 2012).), птицы, обладающие изобретательным интеллектом, способны придумывать такие штуки, которые не по плечу ни самым умным собакам, ни даже самым сообразительным детям. Сталкиваясь с новыми обстоятельствами, они вырабатывают оригинальные линии поведения. Им присущи те же таланты, которые эволюционный биолог Эрнст Майр приписываетMayr, Ernst, «Taxonomic Categories in Fossil Hominids,» in Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology, vol. 15 (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1950), 109–118. древнему человеку: эти создания тоже «специализируются на деспециализации», то есть приспособлены в разное время и в разных местах делать разные вещи.
Вместе с тем использование изобретательного интеллекта не единственный алгоритм, посредством которого птицы справляются с повседневными проблемами. Они могут владеть определенными приемами ноу-хау, сопряженными со специализацией. Благодаря набору подобных приемов можно отлично справляться с узкоцелевыми задачами. Как выразиласьDillard, Annie, «Living Like Weasels,» in Teaching a Stone to Talk: Expeditions and Encounters (HarperPerennial, 1988). писательница Энни Диллард, требуется только «сосредоточиться на какой-то одной потребности» и «ни на минуту не терять ее из виду». Голуби находят дорогу домой, даже если увезти их за тысячи миль от гнезда. Стервятники обнаруживают мертвых животных с огромного расстояния. Перепелки, заметив опасность, стаей срываются с места. Бакланы знают, когда и как просушить свои иссиня-черные крылья. Эти примеры ноу-хау не продукт изобретательности, иногда подобные навыки требуют включения даже не столько мозга, сколько периферической нервной системы, распределенной по телу и соединенной с самыми древними, инстинктивными отделами мозга. То есть приемы такого типа вполне можно назвать непроизвольными или автономными.
Приморские овсянки — птицы, сумевшие выработать весьма примечательную технологию ноу-хау. Они издавна обитали во Флориде, в болотистой местности вокруг острова Мерритт и вдоль близлежащей реки Сент-Джонс. Тысячи лет они благоденствовали, гнездясь на стеблях болотной травы и питаясь насекомыми, летающими среди этих стеблей. Эти овсянки обладали приемами ноу-хау, необходимыми для передвижения, добычи корма и размножения здесь и сейчас, а именно в окрестностях острова Мерритт и вдоль реки Сент-Джонс. Для их образа жизни условия там были идеальными. Этих птиц невозможно встретить ни в каких других краях. Так что получается, что приморские овсянки овладели технологией, позволяющей им в наилучшем виде решать единственную задачу: жить как приморская овсянка. В этом они были подобны тысячам других видов птиц.
В переменчивом будущем птицы с изобретательным интеллектом будут процветать. И, напротив, птицы со специализированными и автономными технологиями ноу-хау будут страдать, цепляясь за исчезающий образ жизни. Забегая немного вперед, скажу: вполне позволительно предположить, что с человеческими институциями и сообществами будет происходить то же самое. Тех, кто обладает изобретательным интеллектом, ждет процветание, а тем, кто попытается и дальше опираться на специализированные методики ноу-хау, придется помучиться. Но мы еще вернемся к людям — поговорим пока о птицах.
Как это ни удивительно, ученые более или менее сходятся во мнении относительно того, как измерять изобретательный интеллект — по крайней мере, у птиц. Более предприимчивыми оказываются птицы с относительно крупным мозгом. Даниэль Соль, ученый из Центра экологических исследований и прикладного лесоводства в испанской Каталонии, — знаток мышления птиц. Он изучает птичий интеллект уже 20 лет. В 2005 году Соль документально доказалSol, Daniel, Richard P. Duncan, Tim M. Blackburn, Phillip Cassey, and Louis Lefebvre, «Big Brains, Enhanced Cognition, and Response of Birds to Novel Environments,» Proceedings of the National Academy of Sciences 102, no. 15 (2005): 5460–5465., что птицы с крупным мозгом в целом более склонны к новаторскому пищевому поведению — они либо пробуют добывать привычную еду новыми способами, либо тестируют незнакомую пищу. Безусловно, существуют исключения. Некоторые мозговитые птицы не слишком смышлены, а некоторые птицы с маленьким мозгом, напротив, обнаруживают креативность. Но в целом закономерность именно такова.
Помимо ворон, среди птиц с крупным мозгом — вороны, сойки и другие виды семейства Corvidae (врановых), а также попугаи, птицы-носороги, совы и дятлы. В каждой группе (таксоне), конечно, одни птицы умнее других. Домовые воробьи, например, переплюнут любых других воробьиных. Совокупность видов с самым крупным мозгом иногда называют пернатыми обезьянами — и не просто так. Средний человеческий мозг составляет примерно 1,9 процента массы тела. На мозг ворона, по данным Марцлуффа и Энджелла, приходится 1,4 процента массы его тела: меньше, но ненамного. А вот мозг новокаледонской вороны составляет 2,7 процента массы ее тела. Разумеется, различное устройство мозга у птиц и млекопитающих не позволяет сравнивать их всерьез. Тем не менее вполне позволительно сказать, что вороны по разумности все равно что «пернатые обезьяны», хотя с тем же основанием и обезьян можно назвать «бескрылыми воронами».
Круг птиц, опирающихся на встроенные ноу-хау, более разнообразен, что отражается во множестве специализаций. А помимо специализированности, их общей чертой является маленький (относительно размеров тела) мозг.
Мнения о том, какие птицы обладают изобретательным интеллектом, в целом сходятся. Отталкиваясь от этого обстоятельства, мы можем на примере множества видов поразмыслить над тем, помогает ли изобретательный интеллект справляться с нестабильностью условий, а именно с переменчивостью климата (от года к году или между разными сезонами). Ученые могут проверить, происходит ли в регионах с «прыгающими» климатическими характеристиками более динамичное развитие инновационного интеллекта. Они также имеют возможность выяснить, склонны ли изобретательные птицы переселяться в новые, создаваемые человеком биомы с нестабильными климатическими характеристиками. Это звучит как вопрос, провоцирующий разногласия. Но здесь мы вновь наблюдаем сходство мнений.
Подробнее читайте:
Данн, Р. С нами или без нас: Естественная история будущего / Роб Данн ; Пер. с англ. Анны Петровой — М. : Альпина нон-фикшн, 2024. — 332 с.