Озеро Малави, оно же Ньяса, является третьим по площади и самым южным из трех озер Великой Рифтовой долины в Восточной Африке. Оно заполняет собой глубокую трещину в земной коре между Малави, Танзанией и Мозамбиком, расстилаясь на площадь около 29 600 квадратных километров и имея максимальную глубину 706 м, что позволяет назвать его не только одним из самых больших озер в Африке, но и одним из самых больших в мире. Еще сам первооткрыватель Дэвид Ливингстон, вышедший к берегам водоема в 1859 году, назвал его «бескрайним озером звезд».
Уникальная экосистема Малави отличается удивительным видовым разнообразием, причем многие из обитающих здесь существ – эндемики, то есть живут они только в этих водах. Неудивительно, что это озеро привлекает множество исследователей. И один из самых удивительных предметов изучения – африканские цихлиды.
Первое, что привлекает внимание не только ученых, но и аквариумистов – редкостная красота этих небольших существ. В отличие от многих других пресноводных рыб, большинство из которых окрашенных бледно и сдержанно, цихлиды обладают поражающими глаз расцветками, достойными скорее обитателей коралловых рифов. Однако основное отличие, вызывающее интерес исследователей, – их сложное социальное поведение и удивительный путь эволюции, который они прошли со времен появления Великого озера.
Являясь эндемиками, все малавийские цихлиды имеют общего предка из отряда окунеобразных и, по предположению ученых, попали в Малави через вытекающие из озера Танганьика реки около миллиона лет назад. Точно сказать, как долго шел процесс переселения, нельзя, но однозначно на это потребовалось огромное количество времени. Еще дольше продолжался процесс эволюции. Чтобы выжить и успешно размножиться, рыбкам из одного вида пришлось разделиться на многочисленные группы, каждая из которых обзавелась рядом собственных признаков.
Самая большая группа малавийских цихлид – мбуна, что дословно означает «атакующие скалы». Это название напрямую связано с их образом жизни. Рыбы предпочитают селиться среди больших камней, питаться растущими на них водорослями и давать потомство в укромных уголках под выступающими скалами, состоящими из осадочных пород.
Типичными представителями мбуна являются лабидохромисы, трофеусы и меланохромисы. Однако есть еще и хаплохромисы, тиляпии, сомы, озерные сардины. Местные жители, живущие у берегов озера вот уже тысячи лет, промышляют рыболовством и вылавливают их в огромных количествах ради пропитания. Это их основной ресурс. Тем не менее малавийские рыбы живут и процветают.
Особенности интеллекта
Особое внимание ученых цихлиды заслужили своим очень необычным для позвоночных рыб поведением. Они обладают редкостными интеллектуальными способностями – могут оценивать ситуацию и строить стратегии, чтобы выжить.
Если долго сидеть у аквариума с «малавийцами», можно понять характер каждого отдельного вида, его положение на иерархической лестнице, увидеть, как происходит борьба за территорию и пару. Ученые считают, что стремительное развитие у цихлид напрямую связано с их процессом колонизации озера Малави – ведь путь до него занял не одну сотню лет, в течение которых надо было формировать стратегии выживания, охоты и размножения. На данный момент эволюция цихлид по своим темпам обгоняет эволюцию практически любого другого вида, включая homo sapiens. По мнению антропологов, человеку понадобилось 10 млн. лет, чтобы стать таким, какой он есть. А цихлиды всего за миллион лет сумели из одного вида разделиться до 500! «Это самое быстрое видообразование у позвоночных, известное науке», – утверждает профессор Том Котчер. Стремительно менялось и поведение цихлид. Уже в наши дни их по интеллекту сравнивают с шимпанзе! В качестве свидетельства их уникального поведения можно привести хотя бы то, как цихлиды охотятся. Они разрабатывают особый план нападения, по сложности сравнимый с планом охоты у стай шимпанзе. Благодаря сплюснутому с боков телу цихлиды очень быстро перемещаются и легко маневрируют в толще воды, а разнообразная окраска позволяет им прятаться в засаде и маскироваться под элементы окружающей среды. Интересно наблюдать за нимбохромисами Ливингстона. Во время охоты они ищут место большого скопления рыб, ложатся плашмя на дно и замирают на часы, имитируя мертвую рыбу. Иногда могут слегка присыпать себя песком – для убедительности. А когда потенциальная добыча подплывет, позарившись на падаль, нимбохромис в мгновение ока срывается с места и хватает ее. Иные хищники, имеющие схожую окраску с более-менее мирными видами, разыгрывают целое представление, изображая из себя безобидных цихлид и даже пощипывая растущие на камнях водоросли, приближаются к очередной цели – и совершают стремительный рывок.
Разумеется, потенциальным жертвам пришлось изобретать способы защиты. Одним из основных является размер. Чем ты больше – тем меньше на тебя посягательств. Некоторые виды малавийских цихлид достигают 90 см. Другие рыбы обладают весьма склочным характером – к примеру, псевдотрофеус Демасони, имея размер всего 7 см, не боится схлестнуться с соперником намного крупнее себя. Третьи научились держаться рядом с гигантами и прятать в их тени своих мальков ради безопасности.
Еще одним свидетельством неординарности цихлид является их долговременная память. До недавнего времени считалось, что рыбы могут помнить что-то не более трех секунд, но канадским ученым удалось доказать, что цихлиды способны хранить информацию в течение двух недель! Это было проверено весьма интересным способом.
Цихлид учили заходить в конкретную зону в аквариуме, где находилась кормушка. На обучение понадобилось всего 20 минут. После трех дней тренировок рыбам дали перерыв сроком на 12 дней. Затем их вернули на прежнее место и с помощью специального программного обеспечения начали отслеживать каждое движение. К удивлению ученых, цихлиды возвращались к той самой зоне с кормушкой, где они находили пищу в ходе прошлых тренировок.
«Рыбы, которые помнят место кормежки, имеют эволюционное преимущество перед рыбами с плохой памятью. Если они помнят, где можно получить пищу без риска быть съеденным, то они могут вернуться туда. Уменьшение запасов доступного корма будет способствовать выживанию видов, которые могут запоминать хлебные места», – утверждает ведущий исследователь доктор Тревор Хэмилтон из Университета МакЭвана.
Размножение
Главный приоритет для любого биологического вида – продолжение собственного рода. И цихлиды не исключение. В борьбе за выживание у них развились сложные навыки поведения и способы сохранения потомства. Будучи когда-то давно единым видом, танганьикские и малавийские цихлиды производили на свет мальков тем же примитивным способом, что и большинство пресноводных рыб. Самки метали икру на дне и оставляли ее на произвол судьбы. Но вскоре им пришлось изобретать новые методы. Вокруг икринок постоянно вились голодные хищники, и процент выживаемости потомства при таком раскладе был очень низок. Поэтому находчивые родители разработали новую стратегию размножения.
Прежде чем образовать пару, цихлиды соблюдают весьма необычные и красочные ритуалы ухаживания. Это могут быть танцы, подарки и даже похищение. Ученые считают, что такое поведение развилось в результате конкуренции среди самцов. А на некоторые нюансы влияет даже глубина обитания популяции. Так, самцы рыб, живущих на мелководье, где хватает солнечного света, а вода достаточно теплая, строят для своих партнерш невероятные сооружения из песка и гальки. Причем каждая особь имеет свой неповторимый стиль. Это могут быть и конусообразные насыпи, и стены под наклоном, и кратеры с разными уровнями глубины. И если из всех предложенных вариантов самка выберет, допустим, домик с плоской крышей, то впоследствии и ее мальки будут выбирать себе такие же, а другие игнорировать. Таким образом, через несколько десятков лет один вид может разделиться на несколько подвидов, у которых процесс постройки будущего жилища будет отличаться.
А вот самцы видов, обитающих поглубже, не строят замки, а наоборот, роют ямы и норы. Зато они с лихвой компенсируют недостаток эстетики жилища невероятным танцевальным представлением. Например, самец желтого лабидохромиса, или цихлиды-колибри, собирает себе целый гарем, привлекая дам необычными телодвижениями, направленными на то, чтобы продемонстрировать свою яркую переливчатую окраску. Самки придирчиво осматривают претендента и делают свой выбор.
Другие цихлиды Малави и Танганьики нашли еще более необычные способы размножения. К примеру, самцы ракушковой цихлиды, обитающей в озере Танганьика, строят замки из ракушек пресноводных улиток и ждут, когда более мелкие самки займут предложенное жилище. Естественно, не каждому самцу удается собрать себе хороший гарем. Тогда он просто похищает ракушки у соседа, причем частенько уже с самками внутри! При этом вместо того, чтобы любезно пригласить даму в свой дом, он ее попросту выселяет. Самцу не нужны чужие мальки. Ему нужна новая самка, которая воспитает его детей.
К слову, к заботе о потомстве цихлиды тоже подошли по-новому. По своей природе большинство малавийских рыб претендуют на звание травоядных, но при этом мало кто побрезгует раненой рыбой или мальком. Поэтому эволюция создала весьма оригинальные методы защиты потомства цихлид.
Когда самка выбирает себе партнера и откладывает икру, самец оплодотворяет ее. У большинства рыб этим все и заканчивается. Но не таковы цихлиды! Заботливая мамаша собирает икру в рот. Там она будет находиться в безопасности, пока мальки не вылупятся, и даже после этого в случае опасности мама будет возвращать малышей в это безопасное жилище. Во время вынашивания икры самка не будет ничего есть. Самец же в основном занят охраной территории, поиском безопасного места для жилья и защитой потомства с избранницей на протяжении всего периода выращивания. Мальков родители помещают в предварительно выкопанную ямку, перенося их через некоторое время в новое место. Когда малыши начинают плавать в поисках пищи, оба родителя сопровождают их или же позволяют им отправляться в самостоятельные путешествия в пределах охраняемой территории.
Но не все цихлиды так обременяют себя родительской заботой. У некоторых видов развит так называемый синдром кукушки, когда самка незаметно подкидывает свою икру рыбке другого вида. Этот «кукушонок» вылупляется раньше других и просто пожирает чужую икру. Жестоко, но действенно.
Мутационные преимущества и недостатки цихлид
Ученые из университетов США доказали, что не все мутации, происходящие в процессе эволюции, являются положительными – некоторые могут вести к деградации вида и его вымиранию. Сейчас данный феномен можно наблюдать у рыб озер Великой Рифтовой долины, которые по своей сути живут в замкнутой экосистеме своего водоема. С одной стороны, этот факт позволил цихлидам стать уникальными эндемиками, но с другой – слишком тесное взаимодействие видов и истощение ресурсов способствовало развитию не совсем удачных мутаций, которые закрепились за определенными видами и отсекли их от других.
Как известно, эволюция (от лат. evolutio – «развертывание») – естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава популяций, то есть формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.
А мутация (лат. mutatio – «изменение») – стойкое (то есть такое, которое может быть унаследовано потомками данной клетки или организма) преобразование генотипа, происходящее под влиянием внешней или внутренней среды. Этот термин был предложен нидерландским генетиком и ботаником Гуго де Фризом в 1900 году. Процесс возникновения мутаций получил название мутагенеза. Как можно заметить, оба понятия крепко связаны друг с другом. Мутация есть залог эволюции всего живого на Земле.
До недавнего времени большинство ученых-эволюционистов считало, что закрепленные мутации, изменение облика, появление новых органов – это всегда полезные для успешной выживаемости и развития живых организмов процессы. Однако Мэттью Макги из университета Калифорнии и его коллеги, наблюдая за цихлидами, выяснили, что это отнюдь не всегда так. Объектом наблюдения ученых являлись цихлиды из озера Виктория, в доме у которых 50 лет назад появился «захватчик», занесенный человеком, – нильский окунь.
Надо сказать, что в процессе эволюции цихлиды выработали уникальный ротовой аппарат, с помощью которого удобно перемалывать раковины моллюсков, которыми они питаются, и есть другую твердую пищу. Это позволило им занять уникальную экологическую нишу в озере Виктория, но из-за сильного изменения костей ротовой полости, усиливающего челюсть, рыбы не могут открывать рот достаточно широко и вынуждены питаться только добычей небольшого размера.
В середине ХХ века в озеро, и так не отличавшееся особым богатством и разнообразием кормовой базы, попала с помощью человека новая рыба – нильский окунь. Никто не знал тогда, что это вмешательство в экосистему водоема окажется катастрофическим и на грани исчезновения окажутся многие цихлиды Виктории. А между тем ротовой аппарат нильского окуня не настолько специализирован, зато ничто не мешает этой рыбе широко открывать рот и питаться крупной пищей. В итоге в последующие десятилетия некоторые виды цихлид практически исчезли, а другие резко сократились в численности – некоторые ученые решили, что прожорливые окуни просто съели их.
Но благодаря проведенным Макги исследованиям было установлено, что причиной гибели цихлид стали не окуни, а эволюция. Из-за видовой схожести, конкуренции в одной экологической нише, последовавшей за этим гиперактивностью размножения, ограниченности в питании и измененной в результате мутации ротовой полости автохтоны озера Виктория оказались на грани вымирания. Все это привело к тому, что конкуренция среди цихлид стала еще жестче. Сначала исчезли крупные хищники, за ними – мелкие рыбы.
В принципе, этот пример не противоречит ходу эволюции. Он лишь указывает на то, что не каждое временное преимущество может дать положительный результат в будущем. Еще одним образцом неудачной мутации может стать цихлида-дельфин, эндемик озера Малави. Встречается эта серо-голубая рыбка в прибрежных районах, на глубине 3 – 15 м, а в длину она достигает 30 см. Живет в стаях-гаремах и является хищником, который поедает все, что может проглотить.
Главной особенностью цихлиды-дельфина является круглая жировая шишка на лбу как у самок, так и у самцов данного вида. Считается, что она имеет большое значение при размножении. Чем больше шишка у самца, тем он желаннее для особи противоположного пола.
Но опять же вмешался человек. Не так давно в Таиланде распространился миф, связанный с этими цихлидами и с модой украшать офисы крупных компаний большими аквариумами с крупными, яркими рыбами. В список потенциальных обитателей офисных аквамиров попал и голубой дельфин. И появилось поверье, что чем больше жировая шишка у этой цихлиды, тем богаче будет ее хозяин.
Это привело к тому, что селекционеры специально стали отбирать для разведения особей с особенно большой шишкой, что породило новую мутацию. Дошло до того, что это жировое отложение достигло размера чуть ли не с теннисный мяч! Это плохо сказалось на здоровье цихлиды-дельфина. Такой «мячик» наползает рыбе на глаза, мешает при охоте, да и просто прибавляет нежелательный вес. В дикой природе такая измененная цихлида не выживет. Вот так в погоне за мнимой красотой и благосостоянием человек оказал цихлидам медвежью услугу. Благо в дикой природе голубой дельфин по-прежнему бороздит воды озера Малави с нормальным размером головы, а мода на рыб со столь огромной шишкой постепенно сходит на нет.
На этих и множестве подобных случаев можно рассмотреть, как эволюция изменяет цихлид. Впрочем, как и любой другой вид – стремительное развитие малавийских рыбок стало отличным наглядным примером для ученых. В большинстве случаев живые существа получают преимущества в результате удачных мутаций, но такое улучшение может обернуться реальной проблемой в будущем. К сожалению, понять, будет ли яркая окраска преимуществом в размножении, или же рыба впоследствии станет легкой мишенью для хищников, нельзя. Смогут ли крупные существа питаться в соответствии со своими размерами, или лучше оставаться маленькими? Нормально ли это, что всего за миллион лет предки цихлид эволюционировали в столь огромное разнообразие видов, или озерам грозит кризис от перенаселения и излишнего разнообразия? На эти вопросы у ученых по-прежнему нет ответа. Остается только гадать.
Сейчас цихлид можно увидеть не только в африканских озерах – они являются излюбленными жителями домашних аквариумов, зоопарков, и приобрести их можно практически в любом зоомагазине. Их покупают и разводят в неволе, выводят новые вариации окрасов, исследуют в научных лабораториях и естественной среде обитания. Просто назвать их аквариумными рыбами не поворачивается язык. Понаблюдав за их жизнью, невольно поражаешься перипетиям, что происходят по ту сторону стекла. Кто знает, возможно, через несколько десятков тысяч лет цихлиды зашлепают плавниками по сухой земле и эволюционируют в нечто большее, чем красочные и умные обитатели озер Великой Рифтовой долины.
