Рассказ предка. Паломничество к истокам жизни
Шрифт:
Несомненно, существует множество других причин для того, чтобы рыба, временно или навсегда, вышла на сушу. Ручьи и пруды могут стать непригодными не только по причине высыхания. Они могут, например, зарасти травой, и в этом случае рыба, которая может перейти по суше в более глубокий водоем, также будет иметь преимущество. Если, как указывали оппоненты Ромера, мы говорим не о девонских засухах, а о девонских болотах, то у рыбы будет много возможностей получить преимущество от ходьбы, ползания, прыжков или других способов перемещения по болотной растительности в поисках глубокой воды и, конечно, пищи. При этом основная мысль Ромера остается прежней: наши предки покинули воду не для того, чтобы поселиться на суше, а чтобы вернуться в воду.
Группа лопастеперых рыб, от которой произошли мы, тетраподы, сегодня сократилась до жалких четырех родов. Но когда-то эти рыбы господствовали в морях – почти так же, как сейчас костистые рыбы. Мы не встретим костистых рыб до рандеву № 20, но они будут участвовать в нашем разговоре, потому что некоторые из них умеют дышать воздухом, по крайней мере иногда, а некоторые даже ходят по суше. Немного позднее мы услышим историю одного из них, илистого прыгуна, который расскажет о независимом выходе на сушу.
Рассказ Саламандры
Названия – вечный камень преткновения в науке об эволюции. Ни для кого не секрет, что палеонтология противоречива, и в этой отрасли науки нередко вспыхивает вражда. (Есть по крайней мере восемь книг, озаглавленных “Кости раздора”.) Чаще всего палеонтологи ссорятся из-за имен. Что это – ископаемый Homo erectus или архаичный H. sapiens? Ранний H. habilis или поздний Australopithecus? У каждого ученого всегда есть твердое мнение, но чаще всего оказывается, что спорят палеонтологи по пустякам. Это напоминает теологические споры – и неудивительно, что кипят страсти. Одержимость названиями – пример того, что я называю тиранией дискретного мышления.
Калифорнийская долина тянется вдоль почти всего штата Калифорния. На западе она ограничена Береговыми хребтами, на востоке – горами Сьерра-Невада. Эти цепи соединяются на севере и юге долины, так что последняя со всех сторон окружена горами. В этих горах живут саламандры рода Ensatina. Сама Калифорнийская долина (ее ширина достигает 80 км) для саламандр некомфортна, и они там не встречаются. Однако саламандры живут в окружающих долину горах, и их ареал образует вытянутое кольцо, более или менее непрерывное. Ножки саламандры за ее недолгую жизнь не могут унести животное далеко от места рождения. Но гены, которые живут гораздо дольше, – совсем иное дело. Саламандры могут скрещиваться со своими соседями, чьи родители могли скрещиваться с собственными соседями, и так далее. Поэтому потенциально по всему кольцу существует генетический перенос. А то, что происходит на самом деле, изучили мои коллеги из Калифорнийского университета в Беркли. Это исследование начал Роберт Стеббинс и продолжил Дэвид Уэйк.
В районе исследования, в горах к югу от долины (Camp Wolahi), обитает два вида Ensatina, которые не скрещиваются между собой. У одного из них четко выраженные желтые и черные пятна. Другой вид однородно светло-коричневый, без пятен. Район находится в зоне перекрывания ареалов этих видов, однако показано, что пятнистый вид типичен для восточной части Калифорнийской долины (этот район называется долиной Сан-Хоакин). Светло-коричневый вид обитает преимущественно в западной части долины Сан-Хоакин.
Нескрещиваемость – общепризнанный показатель того, заслуживают ли две популяции разных видовых названий. Поэтому логично использовать название Ensatma eschscholtzu для одноцветного западного вида и E. klauberi – для пятнистого восточного. Но есть любопытное обстоятельство.
Если подняться в горы, которые ограничивают Калифорнийскую долину с севера (там она называется долиной Сакраменто), мы найдем лишь один вид Ensatma. Он представляет собой нечто среднее между пятнистым и однотонным видами: в основном коричневый, с нечеткими пятнами. При этом он не является гибридным. Чтобы понять, в чем дело, нужно совершить две экспедиции на юг, собирая образцы саламандр в популяциях, образующих вилку на запад и на восток по обеим сторонам Калифорнийской долины. С восточной стороны саламандры становятся все более пятнистыми, пока не достигают крайней формы – E. klauben – далеко на юге. С западной стороны саламандры становятся все более похожими на одноцветных E. eschscholtzu, которые живут в зоне перекрывания.
Поэтому трудно с уверенностью считать E. eschscholtzu и E. klau-ben отдельными видами. Они образуют “кольцевой” вид. Отдельными видами их можно признать, лишь если собирать образцы на юге. Однако по мере движения на север они постепенно превращаются друг в друга. Зоологи обычно (вслед за Стеббинсом) объединяют их в один вид, E. eschscholtzu, который разделяют на ряд подвидов. На крайнем юге это E. eschscholtzu eschscholtzu (одноцветная коричневая форма). По мере движения по западной стороне долины мы встречаем E. eschscholtzu xanthoptica и E. eschscholtzu onegonensis, которые, как подсказывают их названия, также встречаются на севере, в Орегоне и Вашингтоне. В северной части Калифорнийской долины обитает полупятнистая E. eschscholtzu picta, о которой я упоминал. Двигаясь далее на юг по восточной стороне долины, мы встречаем E. eschscholtzu platensis, у которых чуть больше пятен, чем у picta, затем E. eschscholtzu croceater и, наконец, E. eschscholtzu klauberi (форма со множеством четких пятен, которую мы ранее назвали E. klauberi, считая, что это самостоятельный вид).
Стеббинс полагает, что предки Ensatina возникли в северной части Калифорнийской долины и по мере продвижения к югу по западной и восточной стороне эволюционировали в противоположных направлениях. Альтернативная схема предполагает, что они возникли на юге – в форме, например, E. eschscholtzii eschscholtzii – и эволюционировали, двигаясь по западной стороне долины на север и потом снова на юг с другой стороны. В результате на юге, на другом конце кольца, возникла форма E. eschscholtzii klauberi. Как бы то ни было, сейчас мы наблюдаем гибридизацию по всей длине кольца, кроме точки, где пересекаются два конца линии – далеко на юге Калифорнии.
Ситуация осложняется тем, что Калифорнийская долина, судя по всему, не является непреодолимым барьером для генов. Время от времени саламандры все-таки преодолевают его и некоторые популяции с западной стороны долины скрещиваются с популяциями на восточной стороне – например, xanthoptica на западе и platensis на востоке. Еще одна трудность заключается в том, что на юге есть небольшой разрыв кольца, где, судя по всему, саламандры не живут. Предположительно они там вымерли. Или, возможно, они живут там и сегодня, просто никто их не обнаружил: говорят, местность очень уж трудна для передвижения. И тем не менее, хотя географически кольцо и устроено не слишком просто, все же кольцо непрерывного генетического переноса – это основной паттерн генетики этого вида, как и в известных случаях с серебристыми чайками и клушами вокруг Северного полярного круга.
В Британии серебристая чайка и клуша четко различаются. Различия, которые трудно не заметить, касаются в основном цвета крыльев. У серебристых чаек они серебристо-серые, у клуш – темно-серые, почти черные. Сами птицы отлично различают друг друга и не скрещиваются, хотя иногда образуют смешанные колонии. Поэтому зоологи с чистой совестью дали им разные видовые названия: Larus argentatus и L. fuscus.
Кое в чем эти птицы напоминают саламандр. Если проследить популяцию серебристой чайки на запад к Северной Америке, через Сибирь и снова до Европы, мы заметим, что по мере движения вокруг полюса серебристые чайки все меньше напоминают серебристых чаек и становятся все сильнее похожими на клуш. Западноевропейские клуши – на самом деле продолжение кольца, которое начинается с серебристых чаек. В каждой точке кольца птицы похожи на непосредственных соседей достаточно, чтобы скрещиваться с ними – но лишь до тех пор, пока не достигнута крайняя точка, в которой кольцо замыкается. В Европе серебристая чайка и клуша не скрещиваются, хотя и связаны непрерывным кольцом скрещивания своих родственников.