Рассказ предка. Паломничество к истокам жизни
Шрифт:
Должен заметить, что ни моллюскообразные (Molluscoidea), ни черви (Vermes) теперь не считаются настоящими таксонами, и асцидий к этим группам уже не относят. Далее Дарвин рассказывает, как он был рад обнаружить такую личинку на Фолклендских островах в 1833 году:
Г-н Ковалевский наблюдал недавно, что личинки асцидий сходны с позвоночными по способу развития, по относительному положению нервной системы и присутствию одного органа, совершенно сходного с chorda dorsalis позвоночных животных… Мы теперь имеем право думать, что в чрезвычайно отдаленный период времени существовала группа животных, сходных во многих отношениях с личинками теперешних асцидий, и что эта группа разделилась на две большие ветви, из которых одна регрессировала в развитии и образовала теперешний класс асцидий, другая же поднялась до венца и вершины животного царства, дав начало позвоночным.
Сейчас на этот счет есть две теории: предложенная Дарвином и – несколько позднее – Гарстангом (она упомянута в “Рассказе Аксолотля”). Речь там шла о неотении. Иногда животное в ювенильной стадии развития может приобрести половые органы и размножаться: оно становится половозрелым, но незрелым во всех остальных отношениях. Как мы уже говорили, этот сценарий применим к пекинесам, страусам и человеку: с точки зрения эволюции люди – молодые обезьяны, которые ускорили свое репродуктивное развитие и лишились взрослой стадии жизненного цикла.
Гарстанг предположил, что взрослая стадия нашего далекого предка была прикрепленной асцидией, у которой в качестве приспособления для расселения появилась плавающая личинка – подобно тому, как у одуванчика есть летающие семена с парашютом. По мнению Гарстанга, позвоночные происходят от личинок асцидии, которые так и не стали взрослыми – или, скорее, от личинок, приобретших репродуктивные органы, но так и не превратившихся во взрослых особей.
Гарстанг, этот второй Олдос Хаксли, мог бы изобразить человеческое долголетие так: некий Мафусаил прикрепляется головой к дивану перед телевизором и трансформируется в гигантскую асцидию. Этот сценарий хорош и тем, что отсылает к мифу о том, что личинка асцидии после перехода от активного к сидячему образу жизни “поедает собственный мозг”. Личинка асцидии в ходе метаморфоза, как гусеница в куколке, разрушает свои ткани и использует переработанный материал для построения взрослого тела. При этом разрушается и головной ганглий, нужный для активного плавания. Однако приведенная метафора породила интересный мем: я не раз читал о личинке асцидии, которая, переходя к оседлости, “поедает свой мозг, как доцент, пожизненно зачисленный в штат”.
К асцидиям относится группа современных животных, которые с репродуктивной точки зрения являются взрослыми, но строением своего тела напоминают личинок асцидии. Это аппендикулярии (Larvaceae). Гарстанг с энтузиазмом писал об этой группе, видя в ней современное прочтение предложенного им древнего эволюционного сценария. По его мнению, предки аппендикулярий вели сидячий образ жизни, подобно асцидиям, и имели свободно плавающую личиночную стадию. У них развилась способность размножаться в личиночной стадии, после чего взрослая стадия просто выпала из жизненного цикла. Эта история, будь она правдива, позволила бы нам одним глазком увидеть восхитительные вещи, которые происходили с нашими предками всего 500 млн лет назад.
Теория Гарстанга, безусловно, привлекательна и много лет пользовалась популярностью, особенно в Оксфорде – благодаря красноречию Алистера Харди, зятя Гарстанга. Но, увы, данные ДНК говорят в пользу теории Дарвина. Если бы аппендикулярии возникли в ходе недавнего воспроизведения древнего сценария Гарстанга, они демонстрировали бы близкое родство с какой-либо одной группой современных асцидий. Однако это не так. Самый древний раскол в группе – между аппендикуляриями и всеми остальными членами группы. Это не доказывает, что Гарстанг был неправ. Однако, как заметил Питер Холланд, который сменил на должности Харди, это ослабляет его аргументацию – причем так, как не могли предвидеть ни Гарстанг, ни Харди.
Я оцениваю возраст сопредка № 24 в 565 млн лет. Это означает, что он был нашим прародителем в 275-миллионом поколении. Но чем дальше, тем сложнее становится давать оценки. Сопредок №2 24 внешне мог напоминать личинку асцидии. Но, вопреки мнению Гарстанга, сейчас кажется вполне вероятным, что взрослые асцидии появились в эволюции позднее, как и предположил Дарвин. Он считал, что взрослые особи предкового вида выглядели как головастики. Одна ветвь потомков этого вида сохранила форму головастиков и дала начало рыбам. Другая ветвь обосновалась на морском дне и стала сидячим фильтратором, сохранив воспоминание о прежней взрослой стадии лишь в виде личинки.
Рандеву № 25
Ambulacralia
К нам присоединяются ближайшие наши родственники среди беспозвоночных: морские звезды, морские ежи, офиуры и морские огурцы. Я называю их “марсианами”. Эти животные вместе с морскими лилиями, или криноидами (группа, почти полностью вымершая), составляют тип иглокожие (Echinodermata). “Прежде чем” присоединиться к нам, иглокожие были связаны с несколькими группами похожих на червей животных, которых ранее, в отсутствие молекулярных данных, относили к другим таксонам животного мира. Кишечнодышащих и родственных им животных (кишечнодышащие Enteropneusta и перистожаберные, или крыложаберные, – Pterobranchia) объединяли с асцидиями в группу протохордовые. Исходя из молекулярных данных, их объединяют с иглокожими в один надтип – Ambulacrana.
Теперь к Ambulacrana относят также интересного небольшого червя ксенотурбеллу (Xenoturbella). Ученые долго не понимали, к какой группе относить ксенотурбеллу: у нее отсутствует большинство признаков, которые должны быть у нормального червя, например полноценная выделительная система и сквозной пищеварительный канал. Зоологи долго перекидывали загадочного червя из одного типа в другой и почти отчаялись классифицировать его, когда в 1997 году кто-то объявил, что, несмотря на его внешний вид, тот представляет собой двустворчатого моллюска, родственного сердцевидкам. Это уверенное заявление основывалось на молекулярных данных: ДНК ксенотурбеллы очень похожа на ДНК сердцевидки. И, будто в подтверждение этого, у ксенотурбелл нашли яйца моллюскового типа. Однако выяснилось, что дело обстоит точно как в кошмаре современного следователя, когда ДНК подозреваемого оказывается загрязненной ДНК жертвы. Как выяснилось, ксенотурбелла содержала ДНК моллюска и яйца моллюска просто потому, что она питается этими моллюсками. Но после удаления ДНК моллюска обнаружился еще более удивительный факт: ксенотурбелла оказалась представителем Ambulacraria. Причем, возможно, это последний представитель группы, который присоединяется к ней “до” рандеву № 25. Согласно молекулярным данным, это происходит в позднем докембрии, около 570 млн лет назад. Я предполагаю, что сопредок №2 25 был нашим прародителем примерно в 280-миллионном поколении. Мы понятия не имеем, как он выглядел, однако ясно, что он был скорее похож на червя, чем на морскую звезду. Все говорит о том, что радиальная симметрия у иглокожих вторична и эволюционировала от двусторонней симметрии их предков – группы билатеральных животных (Bilateria).
Морские звезды и их родственники. Мы, хордовые, принадлежим к одной из основных ветвей животных, известных как вторичноротые. Данные молекулярных исследований показывают, что остальные 8100 видов вторичноротых формируют единую группу. Эта новая группа – амбулакральные (Ambulacraria) – имеет довольно сильную поддержку, хотя положение нескольких видов ксенотурбелл (Xenoturbellida) остается неясным.
На рис. (слева направо): морское яблоко (Pseudocolochirus violaceui), съедобный морской еж (Echinus esculentus), красный астериас (Asterias rubens), офиура (Ophiothrix), морская лилия (Cenometra bella), кишечно-дышащее (Enteropneusta).
Тип иглокожие включает около 6 тыс. современных видов. Эта группа может похвастаться палеонтологической летописью, уходящей в ранний кембрий. Среди этих ископаемых встречаются существа с причудливой асимметрией. “Причудливые” – вот, пожалуй, первое слово, которое приходит на ум при виде иглокожих. Мой коллега однажды назвал головоногих моллюсков (осьминогов, кальмаров и каракатиц) “марсианами”. Это верно, но, кажется, на роль марсианина лучше подходит морская звезда. “Марсианин” в данном случае – такое существо, которое собственным странным устройством помогает нам лучше понять, чем мы являемся – точнее, чем мы не являемся.