Технопарк юрского периода. Загадки эволюции
Шрифт:
Но эволюционная теория - это такое здание, которое не построить полностью даже в течение столетия. Открытые Менделем почти одновременно с «Происхождением видов» законы наследственности сначала никто не заметил, потом за них ухватились, как за «опровержение» Дарвина, и лишь в XX столетии они влились в дарвинизм. Возникла синтетическая теория эволюции, которая сводит сказочный мир превращений животных и растений к математически точным законам комбинаций генов на молекулярном уровне, к мутациям и отбору желательных мутантов, то есть тех, кто наилучшим образом подходит к требованиям среды. Отбор может быть стабилизирующим, отбраковывающим всех мутантов, и тогда вид почти без изменений способен прожить сотни миллионов
Например, наш живой предок «старина четвероног» - кистеперая рыба латимерия в глубинах океана сохранила свой первозданный облик. Там отбор был стабилизирующим. А вот ближайший ее сородич, погнавшись когда-то за выползающими на сушу членистоногими, преобразив себя, преобразил мир! В той «экологической нише», в которую он попал, отбор был другим: на ловкость, на выносливость к сухости, А на самую «мутабильность», ибо способность к мутациям, к учащению проб и ошибок в процессах передачи наследственной информации - тоже, вероятно, наследуемый признак, в какой-то особой обстановке становящийся преимуществом.
Один из основателей синтетической теории, выдающийся английский палеонтолог Дж. Симпсон, писал о «давлении отбора», когда ускоренно меняющиеся условия существования, например исчезновение привычной добычи, требовали такой ускоренной мутабильности. Гигантский медведеподобный третичный тигр-саблезуб пал жертвой своего совершенства: совершенное хочет стать памятником самому себе, оно не способно быстро меняться. Зубы-сабли, очень хорошо приспособленные к убийству травоядных определенного размера и повадок, не смогли исчезнуть, когда такие травоядные вымерли. Красивые, но нелепые в новых условиях «клинки» ста- i ли только мешать.
В третичном периоде до того изолированная Южная Америка присоединилась к Северной, и по Панамскому перешейку в новые места хлынули древние североамериканские копытные. Очутившись в новых условиях, среди незнакомой растительности и весьма экзотического животного мира, сообщества животных испытали что-то вроде эволюционного «стресса» - взрыва. Палеонтологам улыбнулась редкая удача - увидеть этот стресс, вернее, его признаки в отложениях минувших эпох. Из раскопов вынимали груды костей животных, живших бок о бок, но резко отличавшихся друг от друга. «Внутригрупповая изменчивость огромна, имеется так много переходных типов, что проблема таксономии (классификации.- А.Г.) кажется совершенно безнадежной»,- пишет Симпсон и выделяет особый тип превращения видов: взрывную, или квантовую, эволюцию.
Эта область науки еще вся окутана тайной. Ученые знают, что в условиях перенаселенности у животных наступает какой-то психический надлом, когда совершенно здоровый олень падает мертвым от простого хлопка в ладоши, когда кишащие массы грызунов тысячами кидаются в воды океана и гибнут. Но каким образом резкое изменение условий вызывает массовую «мутабильность» в небольших группах животных - совершенно не ясно. Может быть, психика здесь ни при чем и на биохимические основы аппарата наследственности действуют геохимические изменения в ландшафте? При усиленном горообразовании (а оно в кайнозое именно таким и было) ускоряется смыв, эрозия почвы, слоя осадочных пород, на поверхность выступают гранитные массивы, обладающие довольно сильной радиоактивностью, в травы, организмы животных проникают ионы новых микроэлементов - все это может влиять на скорость самопроизвольных мутаций в аппарате наследственности.
Возможно, что этот механизм действительно участвовал в скачкообразной, стремительной эволюции кайнозоя, но все загадки этого периода «так просто» не объяснишь.
Мутация - это уродство, отклонение от нормы. Взрыв таких уродств чаще должен приводить виды и роды к гибели: стандарты поведения входят в противоречие с меняющимися органами
Ученые часто связывают зияющие провалы в узловых моментах эволюции с неполнотой палеонтологической летописи, некоторые из палеонтологов давно уже обратили внимание на систематичность этих провалов, как будто кто-то нарочно аккуратно вычеркивал самые важные строчки из книги эпох. Пришлось поделить эволюцию на два далеко не равных по интенсивности и продолжительности способа эволюции - типогенез и типостаз. Типогенез - это когда бурно и быстро закладываются важные направления, возникают новые типы животных или растений. Продолжительность этих эпох миллионы, ну, десятки миллионов лет. Типостаз - длящийся целые эпохи, порой сотни миллионов лет процесс заполнения заложенными при типогенезе типами самых разных экологических ниш, дробного видообразования без крупных эволюционных событий.
Дж. Симпсон, развивая свою идею квантовой эволюции, подчеркивает, что иначе и не может быть, что свидетельства эволюционного взрыва, вроде обнаруженного у копытных в Южной Америке,- это редчайшая удача, что взрыв изменчивости может происходить лишь в небольших группах животных, а родоначальники, измененные животные (или растения - безразлично), выходят из потрясения в очень малом числе; и прежде чем их останки начнут оставлять в палеонтологической летописи заметные следы (удачно, захороняется лишь ничтожный процент умирающих животных), пройдут еще тысячи, а то и миллионы лет. И палеонтологи видят уже вполне оформившиеся виды и роды, медленно меняющиеся по законам обычной «линейной» первоначально дарвиновской эволюции.
По этим законам очень сходным образом развивались лошади, слоны, верблюды, киты. Сходство в данном случае было главным образом в неуклонном росте. Размер - очень важный показатель. Хороший рост защищает от хищников, а в воде он и энергетически выгоден: объем тела, а значит, производство тепла растет в кубической прогрессии, поверхность кожи и, следовательно, расход тепла - только в квадратичной, а вес уничтожается по закону Архимеда. Именно размер позволял динозаврам-гигантам долго и успешно конкурировать с более прогрессивными млекопитающими. Их холоднокровные тела за ночь не успевали охладиться, а ненужность выработки высокой температуры тела на порядок уменьшала зависимость от свежей пищи. В условиях периодических голоданий - огромное преимущество! Впрочем, и млекопитающие уже в кайнозое не могли не расти: ведь гиганты ящеры, их предшественники, исчезли, открылись пути в такие «экологические ниши», занять которые могут животные лишь весьма крупных размеров (но уже не таких гигантских, как у рептилий).
Интересен комментарий Дж. Симпсона к схеме эволюции лошади, разработанной в прошлом веке великим русским дарвинистом Ковалевским. («Парадная лошадь дарвинизма» - язвили весьма еще активные антидарвинисты конца позапрошлого века.) В третичном «эдеме», в самом теплом начальном периоде кайнозоя - эоцене, маленькое четырехпалое существо, почти ничем не напоминающее лошадь, обитало под пологом роскошных лесов Северной Америки. Конечно, внешне эогиппус показался бы родичем нынешнего канчиля. Вполне возможно, что пралошадка, как и канчиль, была еще всеядной. Может быть, она умела залезать и на деревья. И все же эогиппус был прямым предком непарнокопытной лошади и лишь побочным родственником парнокопытного жвачного канчиля.