Дарвін і дракони
З біологічної точки зору, дракони напрочуд правдоподібні. Вони можуть мати дивну дієту, але вони не обов’язково порушують закони фізики. У попередніх статтях ми розповідали про те, як вони вміли б літати, виробляти вогонь і захищати себе від вогню. Ми говорили про те, як дракони могли б використовувати ці пристосування і де вони могли б жити. Тож, чи закрита справа? Чи можуть дракони існувати?
Перш ніж відповісти на це питання, ми повинні поговорити про еволюцію.
Всі анатомічні та фізіологічні особливості, про які ми говорили до цього часу, є аспектами фенотипу дракона. Фенотип — це видимі характеристики тварини, такі як сильні крила та спеціальний паливний мішок, які ми приписуємо нашому Небовогню. Однак еволюція не планує заздалегідь створювати організми з корисними фенотипами. Жодна істота ніколи не думала про себе: “О, великі крила колись стануть у пригоді, чи не так? Я візьмуся до роботи, щоб виростити їх”.
Еволюція є результатом серії невеликих, випадкових мутацій. Якщо мутація корисна, організм, що її несе, з більшою ймовірністю передасть її гени наступним поколінням. Якщо мутація шкідлива, організм з меншою ймовірністю передасть її гени далі. Через цей природний відбір кожен крок на шляху до кінцевого драконівського фенотипу має бути одразу ж вигідним. Недостатньо, щоб кінцевий фенотип літаючих і вогнедишних істот був корисним. Кожен наступний еволюційний крок, який робить протодракон, має бути негайно корисним (або, принаймні, не шкідливим) для того, щоб він продовжував існувати.
Цей факт викликає питання: що практичного у невеликому збільшенні видобутку газу, яке зрештою може призвести до появи живого вогнемета? Як виробництво оцтової кислоти може бути достатньо корисним для того, щоб ознака зберігалася доти, доки протодракон не зможе її підпалити? Це ті питання, які ми маємо пам’ятати, коли будемо робити коротку прогулянку гіпотетичною історією.
Ми почнемо нашу подорож з виду маленьких нелітаючих рептилій. Ці крихітні створіння виглядають не надто вражаюче, але, як і предки птерозаврів, вони дуже спритні і мають гострий зір. Вони також можуть швидко повертати головою, щоб реагувати на подразники. Це предки наших графено-гребневих небовогнів.
Перші прото-небовогні не можуть зрівнятися з більшими хижаками, але у них є секретна зброя. Вони можуть збирати і випускати гази, які утворюються під час травлення. До них відносяться метан і діоксид сірки. Це пристосування корисне для відлякування хижаків своїм неприємним запахом. Уявіть собі скунсів, але сморід виходить у них з рота.
У той час як вони вдосконалювалися, щоб не ставати їжею, прото-небовогні також еволюціонували, щоб краще її добувати. Виникають мутації, які надають їм сильнішого укусу, що допомагає пережовувати тверду їжу.
Цей укус настільки сильний, що прото-небовогні часто дряпають собі зуби. Щоб протистояти зношуванню, їхні зуби еволюціонують, стаючи все міцнішими і міцнішими. Внаслідок подальших випадкових мутацій їхня здатність відригувати велику кількість метану поєднується зі здатністю скреготіти зубами.
Врешті-решт, у прото-небовогнів розвинувся інстинкт нагрівати метан, що виходив з рота, скрегочучи зубами. Така поведінка запалює метан, створюючи невеликі спалахи поза зубами, які є навіть більш корисними для відлякування хижаків, ніж просте випускання газу.
Незважаючи на те, що спалахи, які вони створюють у цей момент, невеликі і відбуваються поза їхніми тілами, прото-небовогні відчувають селективний тиск, щоб адаптуватися і не обпектися. Селективний тиск — це фактори навколишнього середовища, які роблять певні адаптації сприятливими, коли вони виникають. Для прото-небовогнів селективний тиск вогню призводить до адаптації з вироблення природного аерогелю на собі та всередині себе.
Цей аерогель блокує потік тепла і вогнетривко захищає прото-небовогнів. З часом вони стають достатньо вогнестійкими, щоб безпечно підпалювати метан прямо у своєму роті. У них навіть з’являються тверді пластинки в горлі, які вони зішкрібають разом, щоб підпалити метан там, де він найбільш сконденсований.
Приблизно в цей же час прото-небовогні починають культивувати в своєму тілі мікроби, які харчуються монооксидом вуглецю, токсичним побічним продуктом горіння. Мікроби живляться цим чадним газом і перетворюють його на метан і вуглекислий газ, які є відносно нешкідливими. Ця адаптація захищає прото-небовогнів від шкідливого впливу чадного газу, який вони вдихають після вогняної атаки.
Чим сильнішими стають їхні вогневі атаки, тим більше їм доводиться мати справу з чадним газом. Таким чином, вони відчувають сильний селективний тиск, щоб підтримувати більшу кількість цих мікробів, що харчуються чадним газом.
Хоча еволюція ще не знає про це, ця адаптація стане особливо корисною, коли прото-небовогні почнуть виробляти метанол.
З часом прото-небовогні починають бігати швидше, щоб врятуватися від пожеж, які вони випадково розпалюють, захищаючись від хижаків. Для цього вони розвивають сильніші та ефективніші м’язи.
Як і реальні предки птерозаврів, ці прото-небовогні врешті-решт розвивають активний політ. Вони роблять це для того, щоб краще уникати вогню. Їхні сильні та ефективні м’язи дозволяють їм переносити більші вантажі, ніж іншим летючим істотам їхнього розміру, тому вони еволюціонують у бік збільшення. Великий розмір полегшує їм боротьбу з хижаками, яких не відлякує їхній вогняний захист.
М’язи навколо газових мішків також стають сильнішими, що дозволяє їм ще більше стискати метан і упаковувати більше метану в той самий об’єм. Ця адаптація дозволяє прото-небовогням здійснювати більш потужні вогневі атаки з більшою дальністю.
Тепер, коли вони вміють літати, прото-небовогні можуть дозволити собі використовувати більш потужні вогневі атаки, тоді як на землі їм було б важче врятуватися від пожеж, які вони власноруч розпалювали. На цьому етапі вони вже просунулися вгору по харчовому ланцюгу і стали верховними хижаками. Вони полюють на великих тварин, таких як бізони в преріях, навіть захоплюючи деяких живими, щоб зібрати більше метану. Вони також навчилися найбільш ефективно полювати в преріях за допомогою вогню, тобто охоплюючи велику площу, не підпалюючи землю занадто часто і впливаючи на поведінку пасовищних тварин.
Перехід до прерій не був свідомим. Прото-небовогні використовували свій політ, подібний до польоту Quetzalcoatlus, для міграції до різноманітних біомів, і ті, хто оселився в преріях та навколо них, опинилися в еволюційній перевазі над своїми одноплемінниками завдяки вогнестійкій природі пасовищних угідь.
Далі прото-небовогні еволюціонують до вироблення графену в своїх газових мішках, щоб краще протистояти тиску, під яким вони знаходяться. Ця адаптація дозволяє прото-небовогням ще більше стискати метан, що, в свою чергу, дозволяє їм зберігати більше в тісному об’ємі і швидше його вивільняти. Інший набір мутацій, які додали до графену залізо, призвів до того, що прото-небовогонь врешті-решт виробляє метанол, більш зручне та ефективне паливо, ніж метан.
На жаль, велика кількість метанолу виявляється токсичною для прото-небовогнів. Багато з них вимирають, щойно виробництво метанолу перевищує безпечну межу, але деякі щасливчики отримують іншу адаптацію, яка дозволяє їм виробляти фомепізол. Ця хімічна речовина пригнічує метаболізм метанолу і робить прото-небовогнів відносно несприйнятливими до отруєння метанолом.
Останній набір мутацій для другого газового мішка, який виводить вуглекислий газ для кращого виведення метанолу, і наші прото-небовогні нарешті еволюціонують у справжніх графеново-гребеневих Небовогнів, що вивергають метанол.
Кислотні Полеквітки мають схожий початок зі небовогнями. Вони теж походять від нелітаючих рептилій. Ці прото-полеквітки всеїдні і споживають багато цукристих, кислих і ферментованих фруктів, багатих на оцтовокислі бактерії.
Ці бактерії знаходять травний тракт прото-полеквіток дуже сприятливим через їхню дієту, тож починають заселяти його. Завдяки горизонтальному перенесенню генів прото-полеквітки отримують кислотостійкість від оцтовокислих бактерій, що живуть всередині них. Ця риса дозволяє їм споживати навіть більш кислу їжу, не турбуючись про те, що кислота подразнює їхній організм. Це чудове пристосування, оскільки воно дозволяє прото-полеквіткам добре харчуватися і перетравлювати їжу, до якої інші тварини не доторкнулися б через її кислотність.
Тут ми бачимо так звану преадаптацію, коли ознаки, раніше відібрані для однієї функції, зрештою використовуються для іншої. Прото-полеквітки розвинули кислотостійкість, щоб збільшити кількість їжі, але тепер вони також можуть накопичувати запаси оцтової кислоти у своєму організмі. Цю оцтову кислоту виробляють оцтовокислі бактерії, і вона робить прото-драконів непривабливими для хижаків.
Врешті-решт, прото-полеквітки починають вивергати оцтову кислоту на хижаків, подразнюючи їхні очі та шкіру, і таким чином відганяють їх від себе.
Подібно до прото-небовогнів, прото-полеквітки розвинули скреготливі зуби, які допомагали їм пережовувати тверду їжу. Вони також стають теплокровними, як птерозаври, оскільки їхній метаболізм прискорюється, що дозволяє їм лазити по деревах і їсти більше солодких фруктів. Ця теплокровність у поєднанні з раптовою мутацією, яка дозволяє їм виробляти ферменти, що розкладають кислоти, дозволяє прото-полеквіткам запустити термічний розклад оцтової кислоти в своїх тілах, розщеплюючи її на газоподібні метан і кетен.
Використовуючи свою попередню поведінку зі шкрябанням зубів, прото-полеквітки навчилися підпалювати цю горючу газову суміш у повітрі поза їхніми ротами і виробляти невеликі спалахи. Ці спалахи слугують попереджувальним знаком для хижаків: “Я повний смертельної кислоти! Не їжте мене!” Щоб попередити хижаків про свою отруйність, прото-полеквітки також розвивають яскраві кольорові візерунки, подібно до справжніх отруйних тварин.
Спалахи вогню, хоч і крихітні, але становлять деяку небезпеку для прото-полеквіток. Це створює вибірковий тиск, який змушує їх розвивати вогнестійкість, подібно до їхніх побратимів Небовогнів. Згодом вони навчилися використовувати спалахи для запалювання оцтової кислоти, яку вони вивергають, адже що може бути гірше, ніж отримати удар кислотою? Отримати удар палаючою кислотою.
На цьому етапі прото-полеквітки починають розвивати політ з тієї ж причини, що й Небовогні: щоб уникати власних пожеж і ефективніше полювати. Вони теж переселилися до прерій — своїх оптимальних мисливських угідь — і почали споживати велику кількість польових квітів, щоб підтримувати життєдіяльність своїх оцтовокислих бактерій.
Якби польових квітів було недостатньо, велика дальність польоту дозволяла б їм регулярно подорожувати з прерій в регіони з більшою кількістю цукристої та кислої їжі, щоб поповнити запаси енергії. Вони також могли б поповнювати свої потреби в оцтовокислих бактеріях, поїдаючи ґрунт, або ж просто полюючи на тварин, які самі споживають солодку і кислу їжу. Вуаля! Нарешті ми маємо наші Кислотні Полеквітки.
Повертаючись до питання про те, чи можуть існувати дракони, можна сказати, що еволюція справжніх драконів малоймовірна, але не неможлива. Багато адаптацій, необхідних для існування драконів, ніколи не спостерігалися в природі, і їх поява вимагала б ідеального узгодження численних факторів навколишнього середовища протягом мільйонів років.
Більше того, певні біофізичні обмеження — такі як пікова ефективність і витривалість м’язів, харчові потреби мікробів, що виробляють метан, ефективність, з якою мікроби можуть перетворювати чадний газ на безпечніші сполуки, межі кислотостійкості та летючість палива — могли б завадити реальним драконам піднятися до величі навіть найконсервативніших їхніх художніх зображень.
Проте, знаючи основи того, як ці тварини можуть еволюціонувати, ми можемо цінувати їх ще більше. Дракони випробовують межі того, що може досягти природа, і є свідченням безмежності людської уяви.
