Технопарк юрского периода. Загадки эволюции
Шрифт:
Может быть, неспроста рыбы вынуждены были приспосабливаться к новым условиям, в девоне было засушливо, рек становилось все меньше и все больше пустынных пересыхающих гнилых озер. Здесь, среди первых костных рыб, сразу пошел совсем другой отбор - на способность пережидать засуху, на умение дышать в гниющей застойной воде, на способность передвигаться по глинистому топкому илу к оставшимся озерцам.
Именно тогда могли появиться одновременно двоякодышащие и кистеперые рыбы. Современные двоякодышащие именно так и живут, как жили в девоне,- в лужах и пересыхающих реках южноамериканских, африканских и австралийских пустынь.
Некоторые ученые еще недавно считали, что мы, наземные позвоночные, произошли от двоякодышащих. Другие колебались: они предположили, что позвоночные суши происходили два раза. Один
От кистеперых, по мнению ученых, произошли бесхвостые - лягушки, а также пресмыкающиеся, в том числе наши предки.
От разных корней?
Сейчас мало кто считает, что двоякодышащие рыбы могли дать начало земноводным. Двоякодышащие И кистеперые были близкими родственниками и жили, вероятно, в одних и тех же девонских пересыхающих озерах и реках. И они с самого начала поделили кормища. Двоякодышащие стали есть ракушки и траву - грубый корм. И у них начали исчезать зубы, вернее, они срастаются в специальные пластинки для перетирания твердой пищи (потом похожим образом начнут исчезать зубы у мелких динозавров, превращающихся в птиц). Приспособившись так хорошо к определенной еде, двоякодышащие раз и навсегда закрыли себе путь к дальнейшим эволюционным превращениям. Кистеперые же остались хищниками, сохранили зубы и тем самым оставили для себя выход к совершенно иному существованию.
Значит, предок всех наземных четвероногих - кистеперая рыба. Но очень многие черты строения самых первых дошедших до нас земноводных говорят все-таки, что они с самого начала делились как будто на основные большие группы, давшие одна хвостатых (например, тритон) и безногих земноводных (например, червяга), другая - бесхвостых лягушек, рептилий (а из них уж и птиц, и млекопитающих). Были и другие группы первых земноводных, не давших никакого потомства, рано вымершие. Как ни странно, и тут, возможно, правы и сторонники неодноразового происхождения больших групп животных, и сторонники «единых корней». Превращалась в земноводных не одна какая-то кистеперая рыба, а одновременно и параллельно сразу несколько родов. По крайней мере у двух групп небольших хищных кистеперых рыб этот эксперимент закончился блестяще. Но сами эти группы кистеперых - родственники между собой. И все же: как и в голову-то могло такое прийти, чтобы большая группа животных - земноводные - произошла не от одного эволюционного корня, а из двух? Какой-то один орган - ну, позвонки у офиур и позвоночных, ну, плацента у млекопитающих и некоторых акул - ладно. Но чтобы целый комплекс признаков, целый класс животных дважды? Может такое быть?
Большинство ученых и раньше и в наше время ответили бы на это отрицательно: «Нет! Хотя бы потому, почему не может дважды произойти жизнь на одной и той же планете».
Многие решающие шаги эволюции возможны лишь тогда, когда им не мешает раньше развившаяся и дальше вперед ушедшая жизнь. Именно поэтому современная бактерия не может начать все сначала - превращаться в многоклеточное и в прочих,- все места, все дорожки впереди уже заняты. Поэтому же не может современная рыба, морской черт или илистый прыгун, ползающие на плавниках, дать побег новых амфибий... А современная кистеперая рыба латимепия - угрюмое существо, доживающее свой век в одиночестве в глубинах океана близ Коморских островов (ее нашли совсем недавно и в остатках океана Тетис между островами Индонезии), - не может снова всплыть к поверхности (там обитают современные рыбы, которые ушли далеко вперед и не потерпят конкуренции). Тем более она не может выползти на берег. Ее тут же слопает неблагодарный потомок.
К тому же между латимерией и рипидистиями - древними кистеперыми, от которых мы, может быть, произошли,- есть важная разница. У рипидистий были хоаны - что-то вроде ноздрей, позволяющих дышать атмосферным воздухом. Хоанами были снабжены и первые наземные четвероногие.
Все так. И все же вопрос о том, могут ли основные типы животных и растений происходить в эволюции не только линейно, один из другого, а значит, лишь однажды, но
Палеонтолог и писатель-фантаст И. Ефремов доказывал в своих научно-фантастических произведениях, что даже люди - в точности похожие на нас - не могут не появиться рано или поздно в ходе любой достаточно далеко зашедшей эволюции. Прав ли Ефремов? Или прав академик Колмогоров, утверждавший, что разумная жизнь на других планетах может быть в виде... плесени? Ох и не просто разрешить этот старый спор биологии!
И чтобы ясно стало, что в вопросе о выходе наших предков на сушу еще есть что открывать, - маленькая каверза, путающая карты поколений ученых. Недавно молекулярные биологи решили проверить родство разных позвоночных животных по одному-единственному, но весьма важному признаку. Этот признак - устройство одной маленькой кольцевой молекулы ДНК, которая сидит не в ядрах клеток, как ДНК наших хромосом, а в митохондриях. Она почти ни на что не влияет, эта ДНК. Это не ее гены управляют формированием фамильных и индивидуальных черт организма. Она отвечает лишь за некоторые скрытые от глаз энергетические процессы внутри клеток. Но она может быть очень важной и точной меткой. Она мало меняется с поколениями, ибо передается не с помощью полового размножения и перетасовки генов, а копируется напрямую, и целиком передается потомку, чаще по женской линии. (В главе о кайнозое я рассказывал о поисках с помощью митохондриальной ДНК праматери нашей Евы.) По характерным чертам этой ДНК можно вычислять степень родства разных, даже далеко разошедшихся на тропинках эволюции, видов животных. Вот эта-то ДНК и преподнесла сюрприз: оказалось, что митохондриальная ДНК лягушки все-таки значительно ближе к ДНК двоякодышащих рыб, чем к ДНК целаканта. Возможно, окончательной разгадки мы так и не дождемся - тайну происхождения наземных четвероногих унесла с собой вымершая рипидистия...
«Человек- свидетель потопа»
Так в 1726 году назвал найденный в древних отложениях скелет немецкий врач Шейхцер. Это была научная сенсация. Скелет, правда, во многом отличался от скелета человека, но Шейхцер очень остроумно доказал, что все эти отличия - от разрушающего действия времени, от давления и сдвига пластов, деформирующего кости.
Целых сто лет ученый мир думал, что Шейхцер нашел человека, погибшего во время библейского потопа. Но в 1825 году знаменитый французский палеонтолог Кювье усомнился и решил проверить давнюю научную сенсацию. Даже беглого осмотра для Кювье было достаточно: «человек» оказался гигантской саламандрой, земноводным, не очень древним (эоценовым, ему было по нынешним понятиям около 50 миллионов лет), но все же гораздо более древним, чем человек.
«Человек» Шейхцера жил все-таки сравнительно недавно, в третичную эпоху, когда на Земле уже господствовали млекопитающие. Со времен Шейхцера ученые многократно находили кости и следы четвероногих во все более древних слоях. Когда же жили на суше прямые предки, первые четвероногие?
В 1896 году американский палеонтолог Марш нашел в девонских отложениях Северной Америки каменную плиту с отпечатком когтистой мясистой лапы.
Немаленькой лапы - отпечаток около 10 сантиметров длиной. В той же плите Марш увидел маленькие ямки - следы от капель девонского дождя. Так и представляешь себе мрачноватое и туповатое первое четвероногое, которое вылезло из воды во время дождя и протащилось несколько шагов по размокшей глинистой поверхности. И получилось так, что больше эта глинистая поверхность никогда уже не размокла, а, наоборот, высохла, окаменела, навсегда сохранив на себе живую запись давно минувших эпох...
Довольно долго ученые сомневались в находке Марша. Бывают такие подделки природы... Но в 1931 году на восточном берегу Гренландии в позднедевонских отложениях нашли семь странных черепов, похожих разом и на черепа кистеперых рыб и на черепа земноводных. Первые ископаемые четвероногие получили название «ихтиостеги» (буквальный перевод - рыбопанцирные - показывает, что эти первые пешеходы сохранили в себе много черт древних примитивных рыб с массивным костным черепом). А потом следы первых четвероногих нашли в Австралии.