Природа буквально за несколько поколений способна изменить размер животного, но для серьезного превращения ей требуются миллионы лет. Если посмотреть на историю жизни целиком, кажется, что эволюция почти стоит на месте. Биологи все чаще говорят — дело не в противоречии, а в двух разных временных масштабах, в которых существует жизнь на Земле.
Человеческому разуму сложно осознать истинные масштабы времени. Наша история, вся цивилизация умещается в мгновение, если смотреть с точки зрения возраста планеты. Только в 19 веке ученые начали по-настоящему понимать, что Земля древнее, чем кажется. До этого многие верили, что ей всего несколько десятков тысяч лет.
Чарльз Дарвин был одним из тех, кто понял — для эволюции требуются не века, а целые эпохи. Он писал, что мы не замечаем медленных изменений, пока «рука времени не отметит долгую череду веков».
На протяжении десятилетий биологи считали, что естественный отбор работает слишком медленно, чтобы породить все разнообразие жизни. Однако за последние 30 лет эта проблема перевернулась с ног на голову. Оказалось, что в короткой перспективе эволюция происходит слишком быстро, а в длинной — удивительно медленно. Этот феномен ученые назвали парадоксом стазиса.
Если сжать все 4,5 миллиарда лет существования Земли в одни сутки, то каждая минута этого дня будет равняться более чем трем миллионам лет реального времени. Динозавры вымрут всего за 21 минуту. А вся письменная история человечества уложится в последние 0,2 секунды. На фоне этих непостижимых масштабов сама эволюция начинает казаться процессом невероятно неторопливым.
Но это только одна сторона медали. Когда биологи наблюдают за живыми существами в реальном времени, картина меняется кардинально. Эволюционные изменения могут происходить невероятно быстро, буквально на глазах нескольких поколений ученых. Исследование 2011 года, посвященное изменению размеров тела у птиц, млекопитающих и рептилий, показало — эти животные способны значительно увеличиваться или уменьшаться в размерах всего за несколько поколений. Однако ключевой вывод работы в другом. Эти стремительные перемены не закрепляются надолго. Для того чтобы эволюционное изменение сохранилось в глубине времен, тем самым став частью большого пути вида, требуется миллион поколений или даже больше.
Так возникает парадокс. Дарвин был прав — естественный отбор работает постоянно, как трудолюбивый бобер. Мы можем видеть его результаты здесь и сейчас. Но сама макроэволюция, великий путь превращения одного вида в другой, плетется как сонная улитка. Почему же короткие всплески активности не складываются в долгую революцию?
У ученых есть несколько гипотез. Первая предполагает, что эволюция со временем ускоряется и сейчас движется быстрее, чем когда-либо прежде. Этим можно было бы объяснить разрыв между быстрыми переменами, которые мы наблюдаем, и медленными процессами прошлого. Идея не лишена смысла. Вполне вероятно, что повсеместное влияние человека ускоряет адаптацию видов. Некоторые исследователи также считают, что эволюция набирает темп по мере роста общего биоразнообразия планеты. Но у этой теории есть слабое место. Она не объясняет, почему быстрая микроэволюция происходит с одинаковой скоростью по всему земному шару, а не только в регионах с сильным антропогенным влиянием или высоким разнообразием жизни.
Вторая гипотеза выглядит более убедительной. Согласно ей, эволюция быстро и точно реагирует на краткосрочные возмущения в окружающей среде. Засуха, появление нового хищника, изменение температуры — все это заставляет виды адаптироваться. Но такие возмущения обычно недолговечны. Проходит несколько лет или десятилетий, ситуация стабилизируется, и вызванные ею эволюционные изменения теряют свою актуальность, нивелируются. Они не переходят в долгосрочную перспективу. В масштабе глубокого времени, которое измеряется миллионами лет, окружающая среда в целом очень стабильна. Видам, которые уже хорошо приспособились, нет нужды меняться. Они совершают серьезные и устойчивые эволюционные прыжки только тогда, когда этого требуют глобальные, поистине эпохальные изменения условий на планете.
Это открытие дает новую пищу для размышлений об устойчивости жизни. Возможно, земная биота способна адаптироваться к быстрым изменениям среды лучше, чем мы предполагаем. Маттью Пеннелл из Университета Британской Колумбии в Канаде подтверждает — быстрее всего адаптация происходит именно там, где влияние человека сильнее всего, например в городах. Но это не повод для самоуспокоения. Эволюционный механизм, возможно, и справится с задачей, но ему нужен строительный материал — генетическое разнообразие. А его-то как раз может и не хватить, особенно на фоне стремительного сокращения биоразнообразия по вине человека.
Post Scriptum
Парадокс двух скоростей эволюции — это не просто академическая загадка. Он помогает понять, как природа отвечает на кризисы. Массовое вымирание, к которому мы, возможно, приближаемся, по геологическим меркам произойдет мгновенно — всего за одно «минутное» деление на 24-часовых земных сутках, то есть за три миллиона лет. Однако восстановление утраченного биоразнообразия займет уже не минуту, а несколько таких отрезков — многие миллионы лет. На бесконечной ленте глубокого времени это всего лишь пара кадров. Но для нас, обитателей тех самых последних двух десятых секунды, это вечность. Эволюция торопится, чтобы выжить здесь и сейчас, и медлит, чтобы закрепить успех навсегда. Понимание этого двойного ритма — ключ к осознанию нашей ответственности перед планетой, чьи часы тикают в режимах, которые мы только учимся слышать.
-----
Еще больше интересных постов в нашем Telegram.
Заходите на наш сайт, там мы публикуем новости и лонгриды на научные темы. Следите за новостями из мира науки и технологий на странице издания в Google Новости