На примере популяций ящериц-анолисов с уединенных островков Багамского архипелага, американские биологи доказали, что высокая плотность животных ведет к выживанию самых крупных и сильных ящериц. При этом наличие хищников существенно не влияет на отбор.

Это исследование подтвердило теорию, по которой направленность отбора у островных ящериц определяется чаще конкуренцией, чем хищничеством.

Изучение естественного отбора проходит в ходе лабораторных экспериментов или путем многолетних наблюдений в природе. Эксперименты в условиях лаборатории позволяют менять условия среды, выделяя ключевые факторы, влияющие на направленность отбора. Однако подобные эксперименты всегда упрощены и идеализированы, результат может не соответствовать реальности. Так в лаборатории было доказано, что естественный отбор замедляет старение рыбок гуппи при условиях усиленного пресса хищников. При этом наблюдения за рыбками в природе показало, что при большом количестве хищников рыбки стареют быстрее. Вероятно, в лаборатории не было учтено влияние на гуппи болезней и паразитов, из-за чего результат исследования изменился на обратный.

Второй подход, связанный с наблюдениями за животными в дикой природе, требует от исследователей значительного мужества и терпения. Показательным примером является тридцатилетнее изучение эволюции вьюрков, проведенное Питером и Розмари Грант (Peter R. Grant, B. Rosemary Grant, 2002. Unpredictable Evolution in a 30-Year Study of Darwin's Finches). Полученные данные о изменениях климата и последовавшими за этим изменениями формы клювов и размеров тел у двух видов вьюрков сразу стали классическими, однако не каждый ученый готов провести несколько десятков лет вдали от цивилизации за изучением жизни животных. Ход подобных экспериментов можно ускорить, манипулируя факторами, влияющими на факторы отбора. Такая возможность появилась у Райана Колсбика (Ryan Calsbeek) и Роберта Кокса (Robert Cox) из Дартмутского колледжа.

Ученые исследовали направленность отбора на примере ящериц анолисов. Анолисы включают в себя более 400 видов, распространенных на островах Карибского бассейна, в Северной и Южной Америке. Эволюционное развитие ящериц на разных островах идет параллельно, что ведет к образованию новых сходных видов. Существует теория, что на эволюцию «материковых» анолисов сильное влияние оказывают хищники, в то время как «островные» ящерицы эволюционируют под влиянием внутривидовой конкуренции. Об этом говорят и низкая плотность материковых популяций, и раннее половое созревание, и высокая смертность взрослых животных. Эти признаки характерны для популяций, находящихся под сильным прессом хищников.

Целью исследования Райана Колсбика и Роберта Кокса был сравнительный анализ влияния хищников и конкуренции на эволюционное развития ящериц вида Anolis sagrei. Работа проходила на пяти крошечных островках Багамского архипелага, площадь самого большого острова не превышала 2300 кв.м. Ящерицы на этих островах не жили, несмотря на то, что там имелась необходимая им растительность и пищевые ресурсы. Ученые поселили на островах по 40-80 взрослых самцов и по 150 самок, отловленных на самом крупном острове архипелага. Влияние факторов на отбор изучался только на самцах, так как смертность самок и самцов зависит от разных причин. Все изучаемые самцы были тщательно измерены и помечены. Ящериц на острова завезли в мае, а в сентябре собрали выживших, благо маленькие размеры островов позволяли отловить практических всех ящериц. Благодаря столь тщательной подготовке ученые смогли оценить направленность и силу отбора по трем признакам – размерам тела, длине задних ног и выносливости.

В ходе эксперимента была вычислена плотность животных на квадратный метр (она составляла от 0,09 до 0,30 ящериц на кв.м.). Два острова из пяти были полностью защищены от хищников, на трех обитали хищные птицы, а еще на два острова ученые выпустили по три багамских полоза, змей, охотящихся на анолисов. Оказалось, что присутствие птиц не влияет на численность ящериц, змеи лишь немного повышают смертность анолисов, но никакого серьезного влияния хищники на направленность отбора не оказывают. Возможно, в более долгосрочной перспективе змеи смогут повлиять на ящериц, однако скорее с помощью новых навыков, полученных последними – например, преимущество смогут получить ящерицы, умеющие взбираться по стеблям и таким образом спасаться от опасности. А вот плотность популяции ящериц оказывает прямое влияние на отбор, на островах с высокой плотностью наблюдалось избирательное выживание наиболее крупных, длинноногих и выносливых самцов.

Таким образом, гипотезу влиянии плотности на направленность естественного отбора можно считать доказанной. Интересно было бы получить и доказательство другой гипотезы, о том, что на «материковых» анолисов большее влияние оказывает не плотность, а пресс хищников.
http://www.bethowen.ru