Чтение онлайн

Позвоночные животные, как предполагалось, не были столь древними.

Ископаемая Myllokunmingia fengjiaoa, Чэнцзян. От D-G Shu и др. [264]

Как мы видели на Свидании 22, в Чэнцзян есть ископаемые, которые, кажется, являются настоящими позвоночными, предшествующими ланцетникоподобной пикайе из сланца Бёрджесс и другим кембрийским хордовым животным. Согласно традиционной зоологической мудрости, никогда не было позвоночных, возникших столь рано. Все же, миллокунмингия, больше чем 500 экземпляров которой были теперь обнаружены в Чэнцзян, в значительной степени похожа на хорошую бесчелюстную рыбу, возникшую, как ранее думали, 50 миллионов лет спустя, в середине ордовика. Сначала были описаны два новых рода – миллокунмингия, которая была охарактеризована как относительно близкая к миногам, и хайкоуихтис (Haikouichthys) (названный, увы, не в честь японской формы стиха), у которого, как полагали, было сходство с миксинами. Некоторые таксономисты-ревизионисты теперь помещают обоих в один вид, Myllokunmingia fengjiaoa. Это спорное обновление статуса хайкоуихтиса красноречиво говорит о том, как трудно различать детали очень древних ископаемых. Выше – фотография ископаемой особи миллокунмингии, вместе с рисунком, сделанным с помощью камеры-люциды. Я полон восхищения терпением, которое необходимо для реконструкции таких древних животных, как эти.

Смещение позвоночных назад, в середину кембрийского периода, только укрепляет идею о внезапном взрыве, которая является основой мифа. Действительно, похоже, что большинство нынешних главных типов животных сначала появляются как ископаемые в узком промежутке в кембрии. Это не означает, что не было никаких представителей этих типов до кембрийскиого периода. Но они, главным образом, не превращались в окаменелости. Как мы должны это истолковать? Мы можем выделить различные комбинации трех главных гипотез, скорее похожих на гипотезы взрыва млекопитающих после исчезновения динозавров.

Настоящего взрыва не было. Согласно этой точке зрения был только взрыв способности превращаться в окаменелость, а не подлинной эволюции. Типы, на самом деле, берут начало задолго до кембрийского периода, с копредками, разбросанными на сотни миллионов лет в докембрии. Это представление поддерживается некоторыми молекулярными биологами, которые использовали метод молекулярных часов для датирования основных копредков. Например, Г. Э. Рэй, Дж.С.Левинтон и Л.Х.Шапиро (G.A. Wray, J. S. Levinton, L. H. Shapiro) в известной статье в 1996 году оценили, что копредок, объединяющий позвоночных и иглокожих, жил приблизительно миллиард лет назад, а копредок, объединяющий позвоночных и моллюсков, еще на 200 миллионов лет раньше, более чем в два раза старше так называемого Кембрийского взрыва. Оценки молекулярных часов вообще имеют свойство отодвигать эти глубоко ветвящиеся пути назад в докембрий, намного дальше, чем это устраивает большинство палеонтологов. Согласно этой точке зрения, ископаемые по неизвестным причинам были не полностью сформированы до кембрия. Возможно, им не хватало годных к окаменению твердых частей, таких как раковины, панцири и кости. В конце концов, сланец Бёрджесс и залежи Чэнцзян крайне необычны среди всех геологических слоев, благодаря тому, что в них зарегистрированы окаменелые мягкие части. Возможно, докембрийские животные, несмотря на длительное существование в широком диапазоне сложно организованных тел, были просто слишком маленькими, чтобы превратиться в окаменелость. В пользу этой идеи есть некоторые маленькие типы животных, которые не оставили окаменелостей после кембрия вообще, пока не появились сегодня как живые «сироты». Почему, тогда, мы должны чувствовать себя вправе ожидать окаменелостей до кембрия? В любом случае, некоторые из найденных докембрийских ископаемых, включая фауну эдиакария и окаменелые отпечатки следов и нор, указывают на присутствие реального докембрийского многоклеточного.

Взрыв средней силы. Копредки, объединяющие различные типы, действительно жили довольно близко друг от друга по времени, но все еще были разбросаны более чем на несколько десятков миллионов лет до наблюдаемого взрыва окаменелостей. Далеко удаленный от современности Чэнцзян, возрастом 525 миллионов лет, на первый взгляд кажется довольно близким к предполагаемому копредку, которому, скажем, 590 миллионов лет. Но их разделяют целые 65 миллионов лет, такое же время, как прошло до сегодня со смерти динозавров – все время, в течение которого современные млекопитающие распространялись все шире, производя захватывающе разнообразные группы, которые мы видим сейчас. Даже 10 миллионов лет – длительное время, с учетом быстрых эволюционных взрывов «Рассказа Галапагосского Вьюрка» и «Рассказа Цихлиды». Слишком просто, глядя в прошлое, думать, что, поскольку мы признаем два древних ископаемых как принадлежащие различным современным типам, эти два ископаемых, должно быть, столь же отличаются друг от друга, как современные представители двух типов. Слишком легко забыть, что у современных представителей было пятьсот миллионов лет, чтобы разойтись. Нет никакой веской причины полагать, что кембрийский таксономист, счастливо лишенный богатства 500-миллионолетних зоологических знаний, поместил бы эти два ископаемых в отдельные типы. Он, возможно, разместил бы их только в отдельные отряды, несмотря на непостижимый в то время факт, что их потомкам было суждено, в конечном счете, разойтись насколько, что это послужит основанием для статуса отдельных типов.

Взрыв с коротким запалом. Это третья точка зрения, по моему мнению, безумная. Или, используя более парламентский язык, бесконтрольно и легкомысленно нереалистичная. Но я должен уделить ей некоторое время, потому что она недавно стала необъяснимо популярной, после риторики, которую я приписывал перегретым романтикой зоологам.

Согласно третьей точке зрения, новые типы возникли внезапно, в единственном скачке макромутации. Вот некоторые цитаты в остальном уважаемых ученых, которые я использовал прежде в «Расплетая радугу».

Как будто легкость, с которой делались эволюционные скачки, создавшие главные конструктивные новшества – основу новых типов – была почему-то утрачена, когда кембрийский период подошел к концу. Как будто главный двигатель эволюции потерял часть своей силы... В результате эволюция кембрийских организмов могла совершать большие скачки, включая скачки на уровне типов, в то время как позже она была более ограничена, делая только скромные скачки на уровне классов.

Или вот, тот же выдающийся ученый, о котором мы слышали в начале рассказа.

Вначале, в процессе ветвления, мы обнаруживаем множество длинных скачков мутаций, которые весьма значительно отличаются от основы и друг от друга. Эти виды имеют достаточно морфологических различий, чтобы быть классифицированными как основатели отдельных типов. Эти основатели также ветвятся, но делают это с помощью немного более близких вариантов длинных скачков, производя ветви от каждого основателя типа к различным дочерним видам, основателям классов. По мере продолжения процесса, обнаруживаются более пригодные варианты все более близкого соседства, так по очереди появляются основатели отрядов, семей и родов.

Эти цитаты побудили меня парировать, что это – как если бы садовник посмотрел на старый дуб и озадаченно заметил:

Не странно ли, что ни одна новая толстая ветвь не появились на этом дереве за много лет? В эти дни все новые побеги, кажется, на уровне тонких веточек!

Вот другая цитата, для которой, на сей раз, я укажу автора, потому что она была напечатана после «Расплетая Радугу», и я, поэтому, не использовал ее прежде. Эндрю Паркер (Andrew Parker) в «In the blink of an eye» главным образом увлечен защитой своей интересной и оригинальной теории, что Кембрийский взрыв был вызван внезапным приобретением животными глаз. Но прежде, чем подойти к своей теории непосредственно, Паркер начинает, принимая за чистую монету «бесконтрольную и легкомысленную» версию мифа о Кембрийском взрыве. Сначала он формулирует сам миф в наиболее откровенно «взрывной» версии, которую мне доводилось читать:

544 миллиона лет назад было действительно три типа животных с разнообразными внешними формами, но 538 миллионов лет назад их было тридцать восемь, такое же количество, которое существует сегодня.

Он продолжает пояснять, что не говорит о чрезвычайно быстрой градуалистической эволюции, сжатой в промежуток 6 миллионов лет, которая была бы крайней версией нашей второй гипотезы, и лишь с трудом приемлемой. И при этом он не говорит, как я, что вблизи изначального расхождения пары (будущих) типов они не могут быть совсем разными и должны действительно пройти через последовательные стадии, будучи парой видов, затем родов, и так далее до того, пока, в конечном счете, их разделение не послужило бы основанием признания их на уровне типов. Нет, Паркер расценивает каждый из своих появившихся за 538 миллионов лет 38 типов как полностью оперенный тип, который возник внезапно, в два макромутационных счета:

38 типов животных развилось на Земле. Таким образом, имели место только 38 монументальных генетических события, приведя к 38 различным внутренним организациям.

Монументальные генетические события не могут совершенно не обсуждаться. Контролирующие гены различных семейств Hox, которые мы встретили в «Рассказе Плодовой Мушки», могут, конечно, видоизменяться разительным образом. Но монументальное монументальному рознь. Плодовая мушка с парой ног на месте антенн – монументальнее не бывает, и даже тогда есть большой вопросительный знак относительно выживания. Для этого есть серьезная общая причина, которую я кратко объясню.

Для мутантного животного существует определенная вероятность стать лучше вследствие его новой мутации. «Лучше» означает по сравнению с родительским типом до мутации. Родитель должен быть, по крайней мере, настолько хорош, чтобы выжить и воспроизвести потомка, иначе это был бы не родитель. Легко заметить, что чем меньше мутация, тем больше вероятность, что она должна быть усовершенствованием. «Легко заметить» было любимой фразой великого статистика и биолога Р. Э. Фишера, и он иногда использовал ее, когда было совсем нелегко для обычных смертных заметить. В данном случае, однако, я думаю, что на самом деле легко следовать за аргументами Фишера в случае простой метрической особенности – например такой, как длина бедра, которая изменяется в одном измерении: некоторое количество миллиметров, которое могло стать большим или меньшими.