Эффект бабочки — согласитесь, красивый термин, но что он означает и как связан с биологией? Суть такая: это такое свойство сложных систем, когда незначительное или случайное влияние на неё может иметь большие и непредсказуемые последствия; и последствия эти могут быть совсем в другом месте. Н-да, что-то туманно.
Тогда опустимся на землю: бабочка, взмахивающая крыльями в Биробиджане, может вызвать лавину эффектов где-нибудь в Индонезии.
Кто читает научную фантастику, тому знаком замечательный рассказ Р. Брэдбери «И грянул гром», где гибель бабочки в далёком прошлом изменяет мир очень далекого будущего. Есть ещё американский фильм «Эффект бабочки» 2004 года; он известный, у нас нередко демонстрируется; кстати, если не знать про этот эффект, то и фильм становится малопонятным.
Математически эффект бабочки выражается в виде двух эллипсов-спиралей, которые пересекаются и, действительно, напоминает бабочку; эллипсы мудрёно называют аттракторами. При этом система способна перепрыгивать от одного аттрактора к другому совершенно непредсказуемо.
Короче, небольшие различия в начальных условиях рождают огромные различия в конечном явлении, и предсказание становится невозможным.
Описание этого эффекта сделал в своём стихотворении С. Маршака «Гвоздь и подкова":
Не было гвоздя —
Подкова пропала.
Не было подковы —
Лошадь захромала.
Лошадь захромала —
Командир убит.
Конница разбита —
Армия бежит.
Враг вступает в город,
Пленных не щадя,
Оттого, что в кузнице
Не было гвоздя
Ну, а теперь к биологии. Биолог Д. Диксон в 1988 году написал книгу «Новые динозавры» — о том, как могли развиваться динозавры, если бы не вымерли. Действительно, как? Ведь 65 млн. л. н. произошло случайное событие, которое коренным образом изменило развитие жизни на Земле: падение огромного, диаметром до 10 км метеорита. Судя по огромному кратеру в Мексиканском заливе, удар был чудовищной силы. Если бы метеорит пролетел мимо Земли, эволюция динозавров, вероятно, продолжалась бы еще многие миллионы лет.
Можно нарисовать гипотетическую картину, как могли бы выглядеть потомки мезозойских животных, если бы им удалось дожить до сегодняшних дней.
Ихтиозавры. В основном это были хищники средних и крупных размеров, до семи метров, питались некрупной рыбой и головоногими моллюсками - аммонитами. В ходе эволюции аммониты увеличивали размеры и усиливали защиту раковины.
Они могли бы достичь размеров детской карусели. Современным ихтиозаврам - неоихтиозаврам пришлось бы атаковать этих гигантов очень быстро, чтобы они не успевали втянуть голову в раковину. В случае удачного нападения хищник тонкими челюстями отрезал моллюску щупальца. Огромные неоаммониты, вероятно, поднимались к поверхности моря по ночам. Поэтому неоихтиозавры должны были бы стать ночными охотниками с огромными глазами и огромными ластами, как у некоторых современных китов.
Плезиозавры - морских рептилий с утолщенным телом и мощными конечностями-ластами; были хищниками. Под водой плезиозавры передвигались, подобно птицам, производя плавные машущие движения большими передними ластами. Тело у них увеличивались, а шея всё больше вытягивались; голова же стала совсем небольшой. Можно предположить, что у неоплезиозавров шея становилась всё длиннее. Сверхдлинная шея позволяла бы охотиться, оставаясь на одном месте.
Другая эволюционная стратегия могла развиться у плиозавров с крупной головой и сильно удлиненной мордой. Их мощные зубы были приспособлены к разрыванию огромной добычи, а длина животных достигала 10 м. Возможные потомки плиозавров были бы способны занять место современных кашалотов, став огромными глубоководными ныряльщиками с гигантской головой и зубастой пастью, рыскающими в поисках добычи в темных безднах.
Мозазавры. Эти морские ящерицы, они плавали, волнообразно изгибаясь, как угри. В конце своего эволюционного пути появились гигантские формы: длина которых достигала 17 м. Эти гиганты обладали мощными кинжаловидными зубами и охотились на более мелких собратьев, черепах и акул. Тело неомозазавров могло значительно удлиниться, хвостовой плавник — сильно увеличиться в размерах, а голова — стать еще более мощной и массивной. В сильных челюстях располагались бы огромные зубы для дробления костей и раковин. Некоторые неомозазавры охотились бы в мутных прибрежных водах или поднимались вверх по рекам, другие — приобрели бы гигантские размеры и заселили полярные широты. Плавать в холодной воде им позволила бы постоянная температура тела в 20–25°С, что связанно только с огромными размерами (крупный организм легче сохраняет тепло).
Пожалуй, самый любопытный вопрос: могли бы динозавры развиться до разумных? Ещё в 1982 году биолог Д. Рассел предположил, что разумный динозавр мог бы существовать. Он собрал модель, которая сегодня больше похожа на инопланетянина из фантастического фильма: с зеленой кожей и огромными глазами.
Его построения выглядят фантастично, но… В конце мелового периода на территории современной Канады жил очень необычный динозавр - троодон. Он ходил на двух конечностях и имел бинокулярное зрение, как у нас. Внешне троодон был не особо примечателен - в длину - чуть более 2 метров, вес - около 50 кг. Чем же он так поразил ученых? Оказалось, что у троодона объем мозга по отношению к телу был невероятно большим, а его объём – около 1100 см3. Для животного, обитавшего 65 миллионов лет назад, это было уникальным событием, значительно опережавшим время. Этот объём немного меньше среднего объема мозга современного человека. Эх, если бы не гигантский астероид, рухнувший на Мексику!
Вот такой этот удивительный «эффект бабочки». Что было бы, если бы… Какое буйство для предположений и фантазии! Но было бы место для нас в этом фантастическом мире? Это большой вопрос!
