Страница 14 из 36
Вот решение, найденное птицами: самка должна как можно быстрее вывести наружу зародыш, упакованный в яйцо, снабженное желтком и скорлупой. Зародыш крайне недоразвит и совершенно беспомощен, только ученый-эмбриолог сможет определить в нем птицу. От момента оплодотворения до вывода зародыша наружу проходит день, максимум — несколько дней. Столь короткий период развития внутри тела матери компенсируется намного более долгим сроком развития зародыша за пределами материнского тела: период инкубации, пока птенец не вылупится из яйца, длится до 80 дней, а период вскармливания и обучения, пока птенцы не смогут летать самостоятельно, — до 240 дней. После откладки яиц в дальнейшем развитии птенца нет ничего, что требовало бы какой-то специфической помощи со стороны матери. Самец способен высиживать яйца не хуже самки. После того как птенец вылупится, самец точно так же не хуже самки может добывать корм и приносить его в гнездо.
Впрочем, у большинства птиц забота о будущем потомстве — будь то устройство гнезда, высиживание или добыча корма — дело обоих родителей. А у тех видов, у которых о потомстве больше заботится кто-то один из родителей, этим родителем чаще оказывается самка — по причинам, описанным во второй главе: это более весомый вклад самки в формирование зародыша; большее число эволюционных возможностей, от которых отказывается самец, участвующий в уходе за потомством; неуверенность самца в том, что это и в самом деле его потомство.
Однако у всех видов птиц вклад самки в создание зародыша куда меньше, чем у млекопитающих, потому что яйцо сносится на очень ранней стадии развития зародыша — намного более ранней, чем у новорожденного детеныша любого млекопитающего. Отношение срока развития зародыша вне тела матери (то есть тогда, когда бремя родительских обязанностей хотя бы теоретически мог взять на себя также и самец) к сроку развития внутри материнского тела у птиц намного выше, чем у млекопитающих. Ни у одного вида птиц срок «беременности» (то есть формирования яйца) даже не приближается к 12 дням — минимальному сроку беременности у млекопитающих, не говоря уже о человеческих девяти месяцах.
Именно поэтому самки птиц в отличие от самок млекопитающих не так легко «обманываются» и остаются ухаживать за потомством, пока самец отправляется флиртовать с другими самками. Это предопределяет эволюционное программирование не только инстинктивного поведения птиц, но также их анатомии и физиологии. У голубей, которые вскармливают птенцов так называемым «птичьим молоком» (выделениями стенок зоба), эту способность в ходе эволюции выработали как самка, так и самец.
У птиц, как правило, о птенцах заботятся оба родителя, но у некоторых видов эту заботу взваливает на себя один из них, причем это может быть не только самка (что случается чаще), но и самец — неслыханное дело для млекопитающих. Исключительно отцовская забота характерна не только для тех видов птиц, у которых наблюдается инверсия половых ролей (полиандрия), — подобную заботу проявляют и другие виды, такие как страусы, эму и тинаму.
То, как птицы решили проблемы, обусловленные внутренним оплодотворением и последующим развитием зародыша, отражено в их анатомии и физиологии. У самок птиц — но не у самцов — имеется яйцевод, одна часть которого секретирует альбумин (белок яйца), в другой части создаются внутренняя и внешняя оболочка яйца, наконец, в третьей — сама скорлупа. Все эти гормонально регулируемые структуры и метаболические механизмы налагают эволюционные ограничения. Птицы вступили на этот путь давно — яйца умели откладывать уже их предки-рептилии, и возможно, что птицы большую часть этого механизма унаследовали. Существа, имеющие больше черт птиц, чем рептилий, вроде известного археоптерикса, появились, судя по окаменелым останкам, примерно 150 миллионов лет назад. Репродуктивная биология археоптерикса нам неизвестна, однако были найдены остатки гнезд и яиц динозавров возрастом около 80 миллионов лет, и можно предположить, что птицы унаследовали способность устраивать гнезда и нести яйца от своих предков, древних ящеров.
Современные виды птиц очень разнообразны с точки зрения мест обитания и образа жизни; среди них можно найти прекрасных летунов, превосходных бегунов и морских ныряльщиков. Но какими бы они ни были по размерам, крошечными, как колибри, или огромными, как слоновые птицы или эпиорнисы; живут ли они, как пингвины, в Антарктике или, как туканы, в тропических лесах, — все они откладывают яйца. Несмотря на все видовое разнообразие, все птицы остались верны эволюционным приобретениям — таким как внутреннее оплодотворение, откладка и насиживание яиц и другие отличительные черты репродуктивной системы. У разных видов эти особенности различаются лишь в деталях.
Самое заметное исключение из этого правила — сорные куры (большеноги), живущие в Австралии и на островах Тихого океана. Эти птицы сами не насиживают яйца, но откладывают их так, чтобы они обогревались внешним теплом — вулканическим, солнечным или теплом, возникающим при гниении органики. Если бы птиц, подобно самолетам, проектировали «с нуля», то, возможно, удалось бы придумать более эффективную, но совершенно иную репродуктивную стратегию наподобие той, которую используют летучие мыши. Эти создания летают как птицы, однако для них характерны длительная беременность, живорождение и лактация. Какими бы ни были достоинства этой стратегии, она потребовала бы от птиц слишком много радикальных изменений, и они остаются верны тому решению, которое однажды выбрали.
У млекопитающих своя собственная долгая история канализированной эволюции решения все той же проблемы — как быть дальше с оплодотворенной яйцеклеткой. В ходе эволюции млекопитающие отдали предпочтение длительному вынашиванию зародыша в теле самки, причем этот период намного дольше, чем у птиц. Срок беременности длится от минимальных 12 дней у бандикутов (сумчатых барсуков) до 22 месяцев у слонов. Огромный вклад, который самка сделала уже на этапе выращивания зародыша, лишает ее возможности в дальнейшем отказаться от заботы о потомстве и приводит в ходе эволюции к возникновению лактации у самок. Как и птицы, млекопитающие в течение уже очень долгого времени ограничены принятым ими эволюционным решением. Лактация не оставляет следов на ископаемых остатках, однако она наблюдается у всех трех групп млекопитающих — яйцекладущих, сумчатых и плацентарных, которые отделились друг от друга примерно 135 миллионов лет назад. Поэтому предполагается, что лактация возникла даже несколько раньше, у ископаемых рептилий терапсид, которых считают предками млекопитающих.
Подобно птицам, млекопитающие ограничены своей собственной специфической репродуктивной анатомией и физиологией. Некоторые из этих специфических черт весьма различаются у трех групп млекопитающих. У плацентарных рождаются сравнительно зрелые детеныши; для сумчатых характерно рождение детеныша на более ранней стадии и относительно долгое постнатальное развитие, а яйцекладущие просто откладывают яйца. Вероятно, эти отличия существуют уже по крайней мере 135 миллионов лет.
Однако различия между тремя группами млекопитающих невелики по сравнению с теми, что разделяют млекопитающих и птиц. Ни одно млекопитающее не вернулось к наружному оплодотворению[32], ни одно не отказалось от вскармливания детенышей молоком. Ни одно плацентарное или сумчатое млекопитающее не восстановило способности нести яйца.
В том, что касается лактации, различия между видами скорее не качественные, а количественные: чего-то больше, чего-то меньше. Например, молоко полярных тюленей очень богато жиром и питательными веществами, но в нем почти нет сахара, тогда как человеческое молоко не столь густое и содержит больше сахара и меньше жира. Переход ребенка от молока матери к твердой пище в традиционных обществах охотников и собирателей длился примерно четыре года. На другом конце шкалы — детеныши морских свинок и зайцев: они способны питаться твердым кормом уже через несколько дней после рождения, и период вскармливания молоком вскоре после этого заканчивается. Эти животные, по-видимому, эволюционировали в том же направлении, что и выводковые птицы, птенцы которых вылупляются из яиц достаточно развитыми, с открытыми глазами, могут ходить и даже искать себе корм. Правда, они еще не способны летать, да и регуляция температуры тела у них еще не полностью отлажена. Если жизнь на Земле все же устоит перед беспощадным натиском человека, то, возможно, дальние потомки современных морских свинок и зайцев вообще откажутся от лактации, преодолев таким образом эволюционное ограничение, — через какие-нибудь несколько десятков миллионов лет.
32
Ни у одного вида птиц также нет наружного оплодотворения; неизвестно оно и у рептилий — класса, к которому принадлежали предки как птиц, так и млекопитающих.