Рассказ предка. Паломничество к истокам жизни
Шрифт:
Есть и более древние свидетельства разнообразия животных. За 20 млн лет до кембрия, в эдиакарском периоде позднего докембрия, была повсеместно распространена загадочная эдиакарская фауна (по названию возвышенности Эдиакара в Южной Австралии, где ее впервые обнаружили). Трудно сказать, что собой представляли эти животные, однако то были одни из первых существ, от которых остались окаменелости. Некоторые, возможно, были губками. Другие напоминают медуз. Есть похожие на актиний или на морские перья (это перьевидные родственники актиний). Некоторые похожи на червей или слизняков и, возможно, имели настоящую двустороннюю симметрию. Большинство же из них совершенно загадочны. Например, что думать о дикинсонии (Dickmsonia)? Это коралл? Червь? Гриб? (См.
Существуют также отпечатки окаменелостей, которые ученые считают следами или норами докембрийских животных. Это указывает на существование достаточно крупных ползающих животных. Но, к сожалению, следы почти ничего не говорят о том, каковы были эти животные. В Доушаньто (Китай) найдены еще более древние, главным образом микроскопические, окаменелости. Они похожи на эмбрионов, хотя неясно, какие животные из этих эмбрионов вырастали. Еще древнее дискообразные отпечатки из Северо-Западной Канады (600–610 млн лет). Эти животные, пожалуй, еще загадочнее эдиакарской фауны.
Мне бы хотелось привести оценки возраста для каждого из 39 рандеву в этой книге. Большую часть можно датировать вполне уверенно с помощью окаменелостей и “молекулярных часов”, откалиброванных с помощью таких окаменелостей. Однако очевидно: чем глубже в прошлое мы заходим, тем чаще окаменелости нас подводят. Мы уже не можем надежно откалибровать “молекулярные часы” и входим в область, не поддающуюся датировке. Для полноты картины я все же привел примерные датировки жизни сопредков №№ 23–39. Последние данные, мне кажется, поддерживают (хотя бы отчасти) гипотезу о замедленном “взрыве”. Прежде я склонялся скорее к тому, что никакого взрыва не было вообще. Когда мы получим новые данные (на что я очень надеюсь), я не удивлюсь, если они отодвинут нас еще глубже в докембрий, где мы будем искать общих предков современных типов. Или, возможно, новые данные укажут нам на мгновенный “взрыв” и на то, что общие предки основных типов животных сменяли друг друга на коротком временном отрезке в 20, даже 10 млн лет в начале кембрия. И в этом случае я уверен, что даже если мы правильно отнесем двух кембрийских животных к различным типам на основании их сходства с современными животными, в кембрии они были гораздо ближе друг к другу, чем их нынешние потомки. Кембрийские зоологи поместили бы их не в отдельные типы, а лишь, например, в подклассы.
Я не удивился бы, увидев, что любая из этих двух гипотез доказана. Сам я не хочу брать на себя этот риск. Но я скорее съем свою шляпу, чем поверю, что кто-то докажет третью гипотезу. У нас есть все основания думать, что эволюция в кембрийском периоде была по сути такой же, что сейчас. Что касается рассуждений о распрямившейся после кембрия пружине эволюции и новых типах, внезапно появившихся в райских лучах рассвета беззаботного экспериментаторства, то я ответственно заявляю, что все это – глупость.
Спешу добавить, что я не имею ничего против поэзии кембрия. Но предпочитаю версию Ричарда Форти, изложенную в прекрасной книге “Жизнь: неавторизованная биография”:
Представляю, как однажды вечером стою на кембрийском берегу – примерно так, как стоял на берегу архипелага Шпицберген, когда впервые задумался о биографии жизни. Прибой был бы почти таким же. Там, где море встречается с сушей, лежала бы полоса чуть липких округлых строматолитовых матов, оставшихся от обширных зарослей докембрия. Ветер дул бы в спину с красных равнин без признаков жизни, и по ногам меня хлестали бы острые песчинки. А на грязном песке у ног я видел бы следы червя – знакомые узкие извивающиеся бороздки. Я видел бы следы, оставленные спрятавшимися ракообразными… И не слышал бы ничего, кроме ветра
Эпилог к рассказу Онихофоры
Большую часть книги я беззаботно разбрасывался датировками рандеву и даже опрометчиво оценивал сопредков как прародителей в том или ином поколении. Мои датировки главным образом основаны на ископаемых. Однако допущение при таком датировании (см. “Рассказ Секвойи”) может быть огромным. К тому же от ископаемых мало проку, если мы пытаемся отыскать предков мягкотелых животных, например плоских червей. Около 70 млн лет назад целаканты исчезли из палеонтологической летописи, и находка в 1938 году живого экземпляра стала сенсацией. Палеонтологическую летопись и в ее лучшие времена нельзя назвать надежной. А теперь, добравшись до кембрия, мы остаемся и вовсе без ископаемых. Что бы мы ни подразумевали под “взрывом”, никто не спорит, что почти все предки кембрийской фауны по каким-либо причинам не фоссилизировались. Поэтому породы не могут нам помочь в поиске сопредков, живших до кембрия. Но, к счастью, ископаемые – не единственный источник данных. В “Рассказе Эпиорниса”, “Рассказе Двоякодышащей рыбы” и так далее я упоминал о “молекулярных часах”. Пришло время объяснить, как они устроены.
Как бы было здорово, если бы доступные для измерения эволюционные изменения происходили с фиксированной скоростью! Тогда мы могли бы использовать в качестве “часов” саму эволюцию. И не нужно думать, что это был бы замкнутый круг: ведь мы могли бы откалибровать эволюционные “часы” по тем отрезкам эволюции, для которых существует полная палеонтологическая летопись, а затем экстраполировать полученные данные на “темные” отрезки. Но как измерить скорость эволюции? И, даже если мы это сделаем, можем ли мы надеяться, что эволюционные изменения будут происходить с фиксированной скоростью?
Увы, нет никакой надежды, что длина ног, размер мозга или число усиков будут эволюционировать с неизменной скоростью. Эти признаки важны для выживания, и скорость их эволюции наверняка очень непостоянна. Скорость эволюции предопределена принципами самой эволюции. Как бы то ни было, трудно представить себе единую методику измерения скорости видимой эволюции. Как измерять эволюцию длины ног: в миллиметрах на миллион лет, в процентах на миллион лет, как-либо иначе? Дж. Б. С. Холдейн предложил единицу измерения скорости эволюции – дарвин, на основе пропорционального изменения в течение жизни одного поколения. Однако когда “дарвин” попробовали применить к ископаемым, оказалось, что результаты варьируют от миллидарвинов до килодарвинов и мегадарвинов. Впрочем, это никого особенно не удивило.
Гораздо лучше на роль “часов” подходят молекулярные изменения. Во-первых, не возникает вопросов, что измерять. Поскольку ДНК – это “текст”, записанный в четырехбуквенном формате, у нас появляется естественный способ измерения скорости эволюции. Нужно просто подсчитать буквенные различия. Или можно, если вам больше нравится, взять белковые продукты ДНК и подсчитать число аминокислотных замен. С высокой долей вероятности большинство эволюционных изменений на молекулярном уровне будут нейтральными, не подпадающими под действие естественного отбора. Нейтральность в данном случае не означает бесполезности или нефункциональности: это значит лишь, что разные версии гена одинаково хороши, и поэтому переход от одного к другому естественный отбор не замечает. И это очень полезно для наших “часов”.
Вопреки своей репутации ультрадарвиниста (это не совсем так, и я протестовал бы энергичнее, если бы эта клевета не звучала как комплимент), я не считаю, что естественный отбор благоприятствует большинству эволюционных изменений на молекулярном уровне. Напротив, мне очень нравится так называемая нейтральная теория, связанная с именем японского генетика Кимура Мотоо, или ее расширенный вариант, “почти нейтральная” теория его коллеги Ота Томоко. Миру, конечно, нет дела до человеческих пристрастий, однако мне бы хотелось, чтобы эти теории оказались верны: они предоставляют нам независимую хронику эволюции, не связанную с видимыми признаками, и позволяют надеяться, что та или иная модель “молекулярных часов” действительно работает.