Самое грандиозное шоу на Земле: доказательства эволюции
Шрифт:
Генеалогическое дерево черепах
ОБОЗНАЧЕНИЕ: жирный = сухопутные; нормальный = морские
Если вы возьмете генеалогическое дерево всех современных черепах, базируемое на основе молекулярных и других сравнений, почти все ветви являются водными (обычный шрифт). Сухопутные черепахи представлены жирным шрифтом, и вы можете видеть, что сегодняшние сухопутные черепахи являются одной ветвью Testudinidae, глубоко укорененной среди богатых разветвлений в остальном водных черепах. Все их близкие родственники являются водными. Современных сухопутные черепахи - одна ветвь на кустарнике в остальном сугубо водных черепах. Их водные предки повернули и гурьбой двинулись назад на сушу. Этот факт согласуется с гипотезой, что панцирь эволюционировал в воде у существа подобного Odontochelys. Но у нас есть еще одна трудность. Если вы посмотрите на семейное дерево, вы заметите, что, в дополнение к Testudinidae (все современные сухопутные черепахи) существует два ископаемых рода, полностью закрытых панцирем животных, под названиями Proganochelys и Palaeochersis. Они нарисованы как сухопутные, по причинам к которым мы придем к в следующем параграфе. Они находятся вне ветвей, представляющих водных черепах. Казалось бы, эти два рода издревле сухопутные.
До того, как был обнаружен Odontochelys, эти два ископаемых были старейшими из известных черепах. Как и Odontochelys они жили в конце триаса, но приблизительно на 15 миллионов лет позднее, чем Odontochelys. Некоторые авторы реконструировали их живущими в пресной воде, однако последние данные свидетельствуют об их сухопутности, как показывает жирный шрифт на диаграмме. Вы можете спросить, как мы можем говорить об ископаемых животных, особенно, если найдены только фрагменты, жили ли они на суше или в воде. Иногда это довольно очевидно. Ихтиозавры были рептилиями-современниками динозавров, с плавниками и обтекаемыми телами. Ископаемые выглядят как дельфины, и они, безусловно, жили как дельфины, в воде. С черепахами это менее очевидно. Как и следовало ожидать, больше всего их выдают конечности. Ласты довольно сильно отличаются от ног для хождения. Уолтер Джойс и Жак Готье из Йельского университета взяли этот интуитивно понятный момент и представили цифры в его поддержку. Они провели три ключевых измерения в костях кисти и передних конечностей семидесяти одного вида ныне живущих черепах. Я преодолею искушение разъяснить их элегантные расчеты, но их вывод был ясен. Эти животные имели ноги для ходьбы, а не ласты. В британском варианте английского языка они были сухопутными черепахами "tortoises", а не морскими черепахами "tortoises". Они жили на суше. Они были лишь дальними родственниками современных сухопутных черепах.
Теперь у нас, кажется, есть проблема. Если, как считают авторы работы, описывающей Odontochelys, их ископаемое, имеющее половину панциря, указывает, что панцирь эволюционировал в воде, как мы объясним два рода черепах с полным панцирем на суше 15 миллионов лет спустя? До открытия Odontochelys я, не смущаясь, сказал бы, что Proganochelys и Palaeochersis были представителями жившего на суше предкового типа до возвращения в воду. Панцирь эволюционировал на суше. Некоторые покрытые панцирем сухопутные черепахи возвратились в море, как тюлени, киты и дюгони сделали позже. Другие остались на суше, но вымерли. А затем некоторые морские черепахи возвратились на сушу, чтобы дать начало всем современным сухопутным черепахам. Это то, что я сказал бы - на самом деле, то, о чем я действительно говорил в раннем проекте этой главы, которая предшествовала сообщению о Odontochelys. Но Odontochelys отбрасывает все домыслы. У нас теперь есть три возможности, все одинаково интригующие.
1. Proganochelys и Palaeochersis могли быть сохранившимися сухопутными животными, которые ранее отправили некоторых представителей в море, включая предков Odontochelys. Эта гипотеза предполагала бы, что панцирь рано эволюционировал на суше, а Odontochelys потерял спинной щит в воде, сохранив брюшной пластрон.
2. Панцирь, возможно, эволюционировал в воде, как полагают китайские авторы, при этом сначала эволюционировал пластрон на животе, а щит на спине эволюционировал позже. В этом случае, как мы расценим Proganochelys и Palaeochersis, живших на суше после того, как Odontochelys со своей половиной панциря жил в воде? Proganochelys и Palaeochersis, возможно, развили панцирь независимо. Но есть другая возможность:
3. Proganochelys и Palaeochersis могли представлять более раннее возвращение из воды на сушу.
Не правда ли, поразительно захватывающая мысль? Мы уже довольно уверены в замечательном факте, что сухопутные черепахи совершили эволюционное повторное возвращение на сушу: сначала капер сухопутных черепах "tortoises" вернулся к водному окружению своих еще более ранних рыбьих предков, став морскими черепахами, затем снова вернулся на сушу, как новое воплощение сухопутных черепах, Testudinidae. Это то, о чем мы знаем, или в чем почти уверены. Но теперь мы мужественно встречаем дополнительное предположение, что это повторное возвращение случилось дважды! Не только чтобы породить современных сухопутных черепах, но и намного раньше, чтобы дать начало Proganochelys и Palaeochersis в триасовом периоде.
В другой книге я охарактеризовал ДНК как "Генетическую Книгу Мертвых". Исходя из того, как работает естественной отбор, в некотором смысле ДНК животного является текстовым описанием миров, в которых его предки подвергались естественному отбору. Для рыб эта генетическая книга мертвых описывает предковые моря. Для нас и большинства млекопитающих все ранние главы книги касаются моря, а все более поздние - суши. Для китов, дюгоней, морских игуан, пингвинов, тюленей, морских львов и морских черепах есть третий раздел книги, который рассказывает об их эпическом возвращении на испытательный полигон их далекого прошлого, в море. Но для сухопутных черепах, возможно, дважды независимо в двух далеко отстоящих друг от друга случаях есть еще и четвертый раздел книги, посвященный последнему - или не последнему?
– выходу опять на сушу. Может ли быть другое животное, для которого эта генетическая книга мертвых - такой палимпсест многократных эволюционных обратных разворотов? Как слово на прощанье, меня не может не интересовать вопрос о пресноводных и живущих в солоноватой воде формах ("водяных черепах"), являющихся близкими кузенами сухопутных черепах. Двигались ли их предки прямо из моря в солоноватую, а затем пресную воду? Представляют ли они промежуточную стадию на пути из моря назад на сушу? Или возможно, что они представляют еще одно повторное возвращение в воду от предков, которые были современными сухопутными черепахами? Курсировали ли черепахи в течение эволюционного времени назад и вперед между водой и сушей? Мог ли этот палимпсест быть переписан еще более густо, чем я до сих пор предполагал?
19 мая 2009 года, когда я выполнял корректуру этой книги, в научном онлайн журнале PLOS One объявили о "недостающем звене" между лемуроподобными и обезьяноподобными приматами. Названное Darwinius masillae, оно жило 47 миллионов лет назад в тропическом лесу, там, где сейчас находится Германия. Как утверждают авторы, оно является наиболее полным из когда-либо найденных ископаемых останков приматов: не только кости, но и кожа, шерсть, некоторые внутренние органы и его последняя еда. Такие красавцы, как Darwinius masillae, несомненно бывают (см. цветную страницу 9), оно возникло, таща с собой облака ажиотажа, которые затмевают ясное мышление. Согласно Sky News это "восьмое чудо света", "наконец, подтверждает теорию эволюции Чарльза Дарвина". Боже мой! Более-менее нелепый мистицизм "недостающего звена", похоже, ничуть не утратил своей силы.
ГЛАВА 7 ОТСУТСТВУЮЩИЕ ОСОБИ? БОЛЬШЕ НЕ ОТСУТСТВУЮЩИЕ
Обращение Дарвина к эволюции человека в самой известной его работе "Происхождение видов" ограничивалось 10 многообещающими словами: "Свет будет пролит на происхождение человека и на его историю". Такова формулировка в первом издании, на которое я всегда ссылаюсь, если не указано иное. К шестому (и последнему) изданию Дарвин позволил себе вольность, и предложение стало таким: "Много света будет пролито на происхождение человека и на его историю". Мне нравится думать, как его перо замерло над пятым изданием, пока великий человек благоразумно взвешивал, может ли он себе позволить роскошь слова "много". Даже с этим уточнением, предложение содержит умышленную недосказанность.
Дарвин умышленно отложил обращение к эволюции человека до другой книги - "Происхождение человека". Возможно, не стоит удивляться, что два тома этой работы уделили больше страниц теме подзаголовка книги - "Половой отбор" (исследуемый, главным образом, на примере птиц), чем эволюции человека. Не удивительно, потому что в момент написания не было ископаемых, ведущих от нас к нашим ближайшим родственникам среди обезьян. Дарвин мог рассматривать только ныне живущих обезьян, и он использовал их, рассуждая верно (и практически в одиночку), что наши ближайшие живущие ныне родственники все родом из Африки (гориллы и шимпанзе-бонобо, которые не выделялись в отдельный вид от шимпанзе в то время, но также живущие в Африке), и поэтому предсказав, что если ископаемые предков человека вообще когда-либо будут найдены, то их следует искать именно в Африке. Дарвин сожалел о скудности ископаемых, но придерживался оптимистической позиции в их отношении. Цитируя Лайелла, своего наставника и великого геолога того времени, он указал, что "во всех классах позвоночных открытие ископаемых остатков было крайне медленным и случайным процессом" и добавил: "Не следует забывать, что те регионы, которые наиболее вероятно могли бы предоставить какие-либо останки, соединяющие человека с некоторыми вымершими обезьяноподобными существами, пока еще не были обследованы геологами". Он имел в виду Африку, и поиску не помог факт, что его непосредственные преемники в значительной степени проигнорировали его совет и искали вместо этого в Азии.
Именно в Азии "недостающие звенья" впервые начали становиться менее недостающими. Но те первые окаменелости, которые были обнаружены, были относительно недавними, возрастом меньше чем миллион лет, датируемые временем, когда гоминиды были довольно близки к современным людям и, мигрируя из Африки, достигли Дальнего Востока. Их назвали "Яванским Человеком" и "Пекинским Человеком" в честь мест их открытия. Питекантропы были обнаружены голландским антропологом Эженом Дюбуа в 1891 году. Он дал ему имя, Pithecanthropus erectus, Питекантроп прямоходящий, выражающее его убежденность в том, что он достиг цели своей жизни и обнаружил "недостающее звено". Возражения пришли из двух противоположных источников, которые скорее подтверждали его точку зрения: одни утверждали, что его ископаемое была просто человеком, другие, что оно было гигантским гиббоном. Позже в своей довольно горькой и склочной жизни Дюбуа сетовал на предположение, что позже обнаруженные Пекинские ископаемые были подобны его Питекантропу. Обладая собственническими претензиями, если не сказать, защищая свое ископаемое, Дюбуа верил, что только Яванский Человек был настоящим недостающим звеном. Чтобы подчеркнуть отличия от различных ископаемых останков Пекинского Человека, он описывал их гораздо более близкими к современному человеку, а своего Яванского Человека из Тринила как промежуточного между человеком и человекообразной обезьяной.