В 2007 году городского населения на Земле стало больше, чем сельского, а к 2030 году, по некоторым прогнозам, будет урбанизировано почти 10% земной суши. Впервые в истории нашей планеты один вид, а именно Homo sapiens, получил такое большое распространение.

Менно Схилтхёйзен считает, что нам пора обратить внимание на то, как человечество влияет на эволюционные процессы. В своей книге «Дарвин в городе» он объясняет, как разные существа и растения адаптируются к новым условиям прямо сейчас. С разрешения издательства «Бомбора» мы публикуем отрывок о том, почему городские голуби, чаще всего, темного цвета. Книгу уже можно купить онлайн.

Тяжелые металлы часто бывают токсичными: их молекулы прикрепляются к ферментам, другим белкам и ДНК, что мешает организму нормально функционировать. Так как в естественных условиях они практически не встречаются, большинство животных и растений не успели к ним адаптироваться и плохо их переносят. Но вот появился Homo sapiens и принес с собой груды медного шлака, бензин со свинцом, оцинкованные фонарные столбы и такие же опоры линий электропередачи. Тяжелые металлы вдруг распространились по всему миру, и перед видами вновь встал выбор — приспособиться или исчезнуть.

Среди тех, кто приспособился, оказался губастик крапчатый (Mimulus guttatus), желтый цветок с восхитительным названием, широко распространенный на западе Северной Америки и растущий в том числе на заброшенном медном руднике Копперополис в Калифорнии. Там этот вид наловчился переносить высокую концентрацию меди в почве за счет мутации в гене фермента из семейства мультимедных оксидаз — скорее всего, она способствует вымыванию атомов меди из клетки. Добывать медь на руднике начали 150 лет назад, и тогда же на отвалах пород появились первые мутировавшие губастики.

Нечто подобное произошло с травой, растущей под оцинкованными опорами линий электропередачи в Великобритании. Из-за того, что с железных вышек все время падают частички цинка, содержание этого металла в почве местами превышает норму в пятьдесят раз. В 1988 году Седик аль-Хияли и его коллеги из Ливерпульского университета собрали образцы пяти видов травы из-под вышек, возведенных за 18–33 года до исследования, и с раскинувшейся неподалеку поляны. Затем они пересадили их в богатую цинком почву у себя в лаборатории и через некоторое время измерили длину корней, чтобы определить степень устойчивости травы к цинку. Все пять видов растений, найденных под вышками, чувствовали себя прекрасно: корни у них оказались в пять раз длиннее, чем у травы, собранной в других местах.

Приспособиться к обилию тяжелых металлов удается не только растениям, но и животным. Российский генетик Наталья Обухова с 2000 по 2004 год объездила всю Европу, чтобы описать особенности внешности почти девяти тысяч городских голубей. В своих записях она указала цвет особи, светлый или темно-серый (у голубей это зависит от генов). Ее наблюдения показали, что темные голуби — те, у которых в перьях больше пигмента меланина, — в крупных городах встречаются чаще, чем в пригороде и селах. Почему так? Дело в близком общении с птицами заводчиков голубей или в чем-то еще?

Этим же вопросом задалась Марион Шатле из Парижского университета. Она решила продолжить исследование Обуховой на парижских голубях — в Париже много цинка и темные под стать ему голуби. Зная, что меланин связывает атомы металлов, она предположила, что голубям с темным оперением в городах живется лучше: они успешнее выводят тяжелые металлы из организма, просто перенося их в перья. Ее коллега Лиза Жакин поймала в Париже почти сотню голубей, а Шатле записала, насколько их перья темные, надела каждой особи кольцо на лапку, выдернула из крыльев по два больших маховых пера и поселила в птичниках у себя в лаборатории, где не было цинка. Спустя год перья отросли заново. Шатле снова их выдернула и провела химический анализ, чтобы определить, сколько цинка перешло в перья за проведенный в чистой среде год. Выяснилось, что более темные голуби вывели из организма примерно на 25% больше цинка.

В следующем исследовании Шатле снова отловила около сотни голубей и поселила в птичниках. Она сделала все так же, как в прошлый раз, но теперь без тяжелых металлов осталось всего два птичника для контрольных особей — в остальных птицы пили воду с небольшим содержанием цинка, свинца или обоих металлов сразу. Это исследование вновь показало, что в перьях более темных голубей содержится больше цинка и свинца. Выяснилось и еще кое-что: у выживших птенцов, подверженных, как и их родители, воздействию свинца, перья темнее, чем у тех, кто вырос в чистой среде. Это дает основания полагать, что светлые птенцы умерли вскоре после вылупления, а значит, темные перья действительно дают эволюционное преимущество в загрязненной тяжелыми металлами среде.

Возможно, исследования Шатле означают, что оперение городских голубей постепенно становится темнее благодаря очищающим свойствам перьев с большим содержанием меланина. А может, все немного сложнее, ведь производящие меланин гены также связаны с регуляцией гормона стресса и иммунной системой. Кто знает, может быть, цвет оперения голубей и содержание тяжелых металлов в их среде обитания не находятся в прямой зависимости друг от друга. Может быть, это часть более сложной адаптации, ведь нагрузки на систему стрессовых реакций и иммунную систему животных в городе совсем не такие, как в природе. К этому мы вернемся позже.

Итак, как это ни удивительно, животные и растения способны адаптироваться к самым отвратительным веществам, которые проникают из-за нас в их среду обитания. Скоро мы убедимся, что это относится далеко не ко всем видам: многие исчезают, не сумев приспособиться. Те же, кто все-таки сумел, обычно дорого за это платят. Так или иначе, тот факт, что некоторые виды все же успешно подстраиваются под загрязнение их среды химикатами, подчеркивает всю мощь стремительной городской эволюции.

Изображения: Диаваль