Удивительная эволюция. Биологическая история Земли в невероятных превращениях и мутациях организмов - [22]
На протяжении многих десятилетий ученые размышляли над источником этой липкости ящериц. Может быть, это когти, находящие мельчайшие отверстия в стекле? Нет. Присоски? Крошечные крючки на подушечках, выполняющие роль липучки? Липкая выделяющаяся жидкость? Ничего подобного.
Долгое время считалось, что подушечки анолисов покрыты миллионами микроскопических волосков, или щетинок, каждая из которых гораздо тоньше человеческого волоса. У другого вида ящериц, геккона, – их можно часто видеть по ночам пробегающими по стенам и другим вертикальным поверхностям, преимущественно в теплых местах – тоже есть подушечки, покрытые щетинками, и они цепляются ими еще лучше, чем анолисы. Предположительно, щетинки играют определенную роль в процессе цепляния, но как это происходит, до определенного времени оставалось тайной.
Кончики пальцев анолиса. Чешуйки на кончиках пальцев покрыты миллионами микроскопических волосков.
Пока, наконец, в 2000 году команда ученых не разгадала эту загадку. И ответ вовсе не из области фантастики. На поверхности каждой из миллионов щетинок находятся свободные электроны, и при правильных условиях эти электроны способны связываться с электронами на поверхности стекла или иного объекта. Такое явление, именуемое силами Ван-дер-Ваальса, может проявляться настолько сильно, что ящерица будет висеть на одной единственной подушечке или даже цепляться лапой во время падения за лист растения. Попробуй-ка сделать это, Паучок!
Подобное явление, к слову сказать, привело к возникновению новой области в инженерии. Вспомните о самых лучших клеящих средствах, которые мы сейчас используем, от суперклея до ленты. Вы либо не можете отклеить эту полоску, либо она оставляет липкий след. А подушечки ящериц могут не только отменять эту свою мощную способность, но еще и не оставляют никаких следов. Именно поэтому значительное количество ученых пыталось использовать это волшебное свойство ящериц при производстве удобных для нас изделий. И в 2008 году было представлено новое средство для заклеивания ран>[30].
Теперь вернемся к ямайским ящерицам. Как и у других анолисов, у всех у них сильные клейкие подушечки пальцев. Но у отдельных видов они более липкие. Если вы поместите ящерицу на специальное приспособление, именуемое стабилографом, а затем осторожно потянете ящерицу назад, вы сможете измерить силу сопротивления подушечек пальцев ящерицы.
Этот метод был впервые испробован моим бывшим коллегой-аспирантом Дунканом Иршиком, теперь уже по праву выдающимся ученым. Результаты его исследований очевидны: количество силы, выделяемой ящерицей во время цепляния к поверхности, пропорционально размеру подушечек ее пальцев. А у кого самые большие подушечки? С заметным отрывом здесь лидирует зеленая игуана, самая крупная ящерица среди ямайских анолисов. Три других вида примерно того же размера. Но у них подушечки совсем другие: у древесного вида ящерицы, анолиса Грэма, подушечки пальцев почти в три раза больше, чем у сухопутного кустового анолиса.
Существуют две причины, почему древесным ящерицам требуется большая способность цепляться. Во-первых, обитающие на деревьях ящерицы чаще пользуются гладкими, без зацепок, поверхностями, такими как листья или очень гладкие стволы некоторых тропических деревьев. Чтобы удержаться на них, требуется более сильная хватка. Во-вторых, падение с верхушки дерева – гораздо более серьезная проблема, чем падение с ветки с высоты полуметра от земли. Большинство анолисов достаточно маленького размера, так что само падение им не навредит. Но процесс карабканья обратно сопряжен с серьезными рисками, как в плане затрата энергии, так и в плане возможной встречи с хищниками.
Если сравнивать ямайских анолисов, то они заметно отличаются и другой своей анатомической особенностью – длиной ног. В данном случае лидером является сухопутный вид, кустовой анолис, у которого задние конечности существенно длиннее, чем у других видов. И, напротив, веточковый анолис – «такса» среди ящериц – имеет очень короткие ноги и длинное туловище.
У ямайских видов и карибских анолисов в целом различия в длине ног связаны с их средой обитания. У таких видов, как ямайский кустовой анолис, которые обычно лазают по широким стволам деревьев и по земле, очень длинные ноги. А у тех, которые бегают по узким веточкам, конечности гораздо короче.
Чтобы выяснить, почему, мы принесли ящериц в лабораторию и устроили им своеобразную олимпиаду. В соревнованиях по легкой атлетике первым испытанием стал забег на два метра, во время которого ящерицы должны были пробежать по узкой дорожке. Скорость их бега подсчитывалась, когда они проходили сквозь инфракрасные лучи, установленные с определенной периодичностью. Далее следовал прыжок в длину, когда мы заставляли ящериц прыгать, легонько шлепая их по хвосту.
Результаты этих состязаний были незатейливы: чем длиннее у ящерицы ноги, тем быстрее она бегает и дальше прыгает. Данное открытие было важно в плане биомеханики, но оно нас не удовлетворило: а какой прок тогда в коротких ногах?
Ответ нам дали итоги пятиборья. Мы снова оценили, насколько быстро способны бегать ящерицы, но в этот раз запустили их по пяти разным поверхностям, от очень широких до очень узких. Мы ожидали, что на широкой поверхности ящерицы с длинными ногами окажутся самыми проворными, а веточковые ящерицы с короткими ногами будут быстрее на узкой полоске, напоминающей привычные им тонкие веточки.
