Наука Плоского мира
Шрифт:
Хотя ископаемые останки древних тараканов выглядят так же, как и современные, их среда обитания была совершенно иной. Условия выживания тараканов в Меловом периоде, вероятно, отличались от условия выживания тараканов в нашем времени. И их ДНК, скорее всего, существенно отличалась от ДНК современных тараканов. Чтобы сохранить форму тела, гены должны идти в ногу со временем.
Общая картина эволюции, на которой ученые-теоретики сосредоточили свое внимание, похожа на ветвящееся дерево, где время, подобно растительным сокам, поднимается от ствола, находящегося на 4 миллиарда лет в прошлом, к веточкам на самой верхушке, символизирующей настоящее. Каждый сук, ветка или побег соответствует какому-либо виду, причем все ветви направлены вверх. Такая картина «Древа жизни» справедливо отражает один аспект эволюции — как только ветви разделились, сойтись снова они уже не могут. Виды могут расходиться, но разные виды никогда не станут одним [91] .
91
На то есть две причины — одна попроще, а другая более глубокая. Простая причина такова: обычно виды считаются различными, если их особи не скрещиваются. Если два различных вида не способны скрещиваться друг с другом, соединить их вместе будет довольно сложно. Более глубокая причина состоит в том, что в основе эволюции лежат случайные мутации — изменения генетического кода — с последующим отбором. После того, как мутация произошла, весьма маловероятно, что последующие мутации смогут ее отменить. Представьте, что вы едете по проселочной дороге, выбирая повороты наугад, доезжаете до какого-нибудь пункта, а потом снова продолжаете ехать наугад. Вряд ли вы будете ожидать, что поедете обратно и вернетесь в исходную точку.
Однако, во многих отношениях образ дерева вводит нас в заблуждение. Например, нет никакой связи между толщиной ветви и размером соответствующей популяции — толстый ствол у основания дерева может отражать меньшее количество отдельных организмов, или меньшую биомассу, чем побег на верхушке (Представьте себе «человеческую» ветку…). Характер разделения ветвей также может натолкнуть на необоснованную мысль, будто между видами поддерживается долговременная преемственность, даже когда появляется новые — поскольку молодые ветви дерева произрастают из более старых. Дарвин считал, что видообразование, то есть процесс возникновения новых видов, в общем случае протекает плавно, но он мог и ошибаться. Теория «прерывистого равновесия», предложенная Стивеном Джеем Гулдом и Найлзом Элдриджем придерживается противоположной точки зрения: видообразование происходит скачкообразно. На самом же деле, видообразование предположительно сочетает в себе оба сценария — на то есть несколько замечательных причин математического характера.
Еще одна проблема, связанная с картиной «Древа жизни» состоит в том, что многих ветвей в этом дереве не хватает, поскольку множество видов не оставили после себя ископаемых следов. Но больше всего сбивает с толку тот факт, что люди располагаются на самой верхушке. В силу особенностей нашей психики мы отождествляем высоту с важностью (как в обращении «ваше королевское высочество»), а осознавать себя самым важным существом на планете весьма приятно. На самом же деле, высота вида в «Древе жизни» указывает на период его наивысшего расцвета, поэтому любое существо, живущее в наше время, будь то таракан, пчела, ленточный червь или корова, заслуживает места на вершине не меньше нас.
В своей книге «Wonderful Life» [92] Гулд выступает против древообразной картины по другим причинам, опираясь на серию поразительных окаменелых останков, сохранившихся в слое горных пород под названием «сланцы Берджес». Эти останки, датируемые началом Кембрийского периода [93] , принадлежали мягкотелым существам, населявшим илистые берега у водорослевого рифа и похороненным под грязевым оползнем. Ископаемые останки мягкотелых организмов встречаются очень редко, так как обычно в процессе окаменения остаются только твердые части тела (Несколько хороших образцов также были обнаружены на территории Китая). Тем не менее, хотя окаменелости в Берджесских сланцах были открыты Чарльзом Уолкоттом еще в 1909 году, их важность оставалась недооцененной до 1971 года, когда Гарри Уиттингтон изучил их более тщательным образом. Все организмы оказались раздавленными, поэтому определить форму, в которой они находились при жизни, было практически невозможно. Впоследствии Саймон Конвей Моррис смог разделить сплющенные слои и с помощью компьютера восстановить первоначальную форму, явив миру удивительную тайну Берждесских сланцев.
92
«Wonderful Life: The Burgess Shale and the Nature of History» («Удивительная жизнь: Сланцы Берджес и природа истории») — прим. пер.
93
Современные методы определения возраста показывают, что начало Кембрия приходится на 543 миллиона лет тому назад. Берджесские сланцы образовались примерно 530–520 миллионов лет назад.
До этого момента палеонтологи относили фауну Берджесских сланцев к одной из привычных категорий — черви, членистоногие и так далее. Теперь же стало ясно, что по большей части такая классификация была неверной. К примеру, было известно всего четыре обычные разновидности членистоногих: трилобиты (к настоящему моменту вымершие), хелицеровые (пауки, скорпионы), ракообразные (крабы, креветки) и трахейнодышащие (насекомые и другие). В сланцах Берджес встречаются не только представители всех четырех категорий, но и еще двадцати принципиально разных типов. Только в одном этом оползне, сохранившем организмы, как цветы, зажатые между страницами книги, мы обнаруживаем большее биологическое разнообразие, чем на всей планете в наши дни.
Размышляя над этим удивительным открытием, Гулд пришел к выводу, что большая часть ветвей «Древа жизни», произошедших от Берджесской фауны, «отвалились» в результате вымирания. Давным-давно 20 из 24 вариантов строения тела членистоногих исчезли с лица Земли. Мрачный Жнец решил подрезать свое дерево, и взял далеко не маленькие ножницы. В итоге Гулд предложил более подходящим образом эволюции должно быть не дерево, а кустарниковая заросль. То тут, то там из первородной земли произрастают «кустики» видов. Правда, большая их часть прекратила свой рост и намертво застыла сотни миллионов лет назад. Некоторые кустики тоже остановились в развитии, но успели превратиться в высокую заросль, а одно большое дерево существует до сих пор. Хотя, возможно, мы воссоздали его неправильно, и на самом деле оно представляет собой несколько деревьев, слитых воедино.
Подобная картина меняет наш взгляд на эволюцию человека. Один из представителей фауны Берджесских сланцев, так называемая пикайя, относится к типу хордовых. Это группа, из которой произошли все современные животные, обладающие спинным мозгом, включая рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. Таким образом, Пикайя — наш отдаленный предок. Другое Берджесское животное, нектокарис, имело строение, сочетавшее черты членистоногих в передней части и хорду в задней части тела, но оно не оставило после себя потомства. Эти виды имели общую среду обитания, и ни один из них не был более «приспособленным», чем другой. Ведь если какой-либо из них оказался менее приспособленным, он бы почти наверняка вымер задолго до возникновения ископаемых останков. От чего зависело выживание одного вида и вымирание другого? Ответ, предложенный Гулдом: случай.
Сланцы Берджесс сформировались в важный для геологии переходный период: между концом Докембрия и началом Палеозойской эры. Первый период Палеозойской эры носит название Кембрийского периода — именно в это время произошел невероятный всплеск видового разнообразия — так называемый «Кембрийский взрыв». Обитатели Земли пытались оправиться после массового вымирания эдиакариев, и эволюция воспользовалась этой возможностью, чтобы испробовать новые игры — ведь поначалу, даже если она играла в них плохо, это не имело значения. «Давление отбора» на новые планы строения тела было невелико, поскольку жизнь все еще ощущала на себе последствия массового вымирания. В таких условиях, утверждает Гулд, выживание вида зависит от случайности — например, от того, случится ли оползень, станет ли климат сухим или влажным. Если бы можно было перезапустить эволюцию с того момента в прошлом, то вполне вероятно, что выжили бы совершенно иные организмы, а «Древо жизни» лишилось бы других ветвей.
Так что в другой ситуации наша ветвь тоже могла быть обрезана.
Представление об эволюции как о «непредсказуемом» процессе, в котором значительную роль играет случайность, обладает определенной привлекательностью. Это довольно весомый аргумент в пользу того, что люди не являются ни вершиной эволюции, ни ее целью [94] . Как это может быть правдой, если несколько случайных отклонений могли вообще стереть нас с лица Земли? Тем не менее, Гулд все же перегнул палку (и в последующих своих книгах частично взял свои слова обратно). Одна из второстепенных проблем состоит в следующем: более поздние попытки реконструкции фауны Берджесских сланцев наводят на мысль о том, что их разнообразие было несколько преувеличено — впрочем, оно все равно остается весьма приличным.
94
Как бы сказал Бог Эволюции Плоского Мира: «Целью эволюции является сама эволюция».
Главная же проблема данной точки зрения — это конвергенция. Эволюция основывается на решении проблем выживания, и зачастую спектр этих решений очень невелик. Сегодня мы можем без труда обнаружить примеры «конвергентной эволюции», при которой существа с совершенно различной эволюционной историей обладают сходными формами. Например, как для акулы, так и для дельфина характерно тело обтекаемой формы, заостренная морда и треугольный спинной плавник. Однако акула — это рыба, а дельфин — млекопитающее.
Характерные черты живых организмов можно разделит на два больших класса: общие и частные. Общие признаки представляют собой универсальные решения для задач, связанных с выживанием, — подходы, имеющие широкое применение и возникшие независимо в различных условиях. К примеру, крылья — это общая черта летающих существ — они развились независимо у насекомых, птиц, летучих мышей и даже летучих рыб. Частные же признаки формируются по воле случая и при других обстоятельствах могли бы и не появиться. Например, наш пищевод пересекается с дыхательными путями — когда что-нибудь «попадает не в то горло», мы захлебываемся и долго кашляем. Эта особенность не является универсальной: мы заполучили ее от одного из наших отделенных предков, который первым выбрался из океана. Это не самый худший вариант — по крайней мере, он действует достаточно хорошо, чтобы мы могли не обращать на него внимания, особенно принимая во внимание другие человеческие черты. С этим недостатком пришлось мириться всем: начиная с первых рыб-без-воды, далее земноводным и динозаврам, и заканчивая современными птицами; а также от земноводных, рептилий-млекопитающих до млекопитающих вроде нас. Эволюция не способна избавиться от наиболее важных черт строения тела, поэтому и нам никуда от них не деться.