Рассказ предка. Паломничество к истокам жизни - Ричард Докинз

Было ли в истории жизни нечто похожее на кауфмановский эксперимент? Да. Во время путешествия мы увидели несколько таких естественных экспериментов. По счастливому стечению обстоятельств Австралия, Новая Зеландия, Мадагаскар, Южная Америка и даже Африка долгое время провели в географической изоляции, что предоставляет нам нечто вроде “перезапусков” основных эпизодов эволюции.

Эти массивы суши были изолированы друг от друга и от остального мира в течение долгих периодов времени после исчезновения динозавров – как раз тогда, когда группы млекопитающих продемонстрировали свой максимальный творческий потенциал. Изоляция не была полной, но достаточной для радиации афротериев и появления лемуров на Мадагаскаре. В случае Южной Америки мы выделили три этапа эволюции млекопитающих, разделенных длительными периодами изоляции. Австралинея предоставила самые идеальные условия для естественного эксперимента: ее изоляция в течение большей части нужного нам периода была почти совершенной, и началась она с появления там крошечной – возможно, представленной единственным экземпляром – группы сумчатых. Новая Зеландия представляет собой исключение, потому что она – единственная среди наших “экспериментальных площадок” – весь рассматриваемый период была лишена млекопитающих.

Глядя на эти эксперименты, я восхищаюсь главным образом тем, насколько предсказуемо ведет себя эволюция, если запустить ее дважды. Мы видели, как похож тасманийский сумчатый волк на собаку, сумчатый крот – на обычного крота, летающий поссум – на белку-летягу, а сумчатый саблезубый тигр – на саблезубого тигра (и различных “ложных саблезубых” представителей плацентарных хищников). Отличия также любопытны. Кенгуру – это прыгающая замена антилопы. Прыжки на двух ногах, доведенные в ходе эволюции до совершенства, могут быть такими же удивительно быстрыми, как и бег на четырех ногах. Но эти способы передвижения радикально отличаются друг от друга – причем их особенности обуславливают важнейшие различия анатомии. Предположительно на каком-то древнем перепутье любая из этих двух “экспериментальных” линий могла выбрать либо путь усовершенствования прыжков на двух ногах, либо путь развития бега на четырех конечностях. Так уж произошло (возможно, сначала почти случайно), что кенгуру стали прыгать, а антилопы – бегать. И теперь мы с удивлением смотрим на последовательные дивергенции того, что получилось.

Все эти различные по масштабам события радиации млекопитающих произошли примерно в одно и то же время на разных массивах суши. Уход динозавров предоставил им широкие возможности. Но и с самими динозаврами в свое время произошло подобное, хотя и с некоторыми упущениями: так, я не знаю, почему среди динозавров не найдено аналога современного крота. До динозавров тоже было много параллельных линий развития, особенно среди тероморфов, и они тоже приводили к появлению сходных морфологических типов.

Читая публичные лекции, я всегда пытаюсь ответить на вопросы аудитории. Чаще всего меня спрашивают, во что эволюционируют люди в будущем (и каждый вопрошающий, похоже, искренне считает этот вопрос оригинальным). У меня каждый раз сжимается сердце: именно этого вопроса должен избегать эволюционист. Мы не можем предсказать эволюцию видов – мы можем лишь спрогнозировать вымирание большинства видов. Однако, хотя мы не в состоянии предсказать будущее, скажем, на 20 млн лет вперед, мы все-таки можем предугадать общий характер экологических типов, которые будут распространены в то время. Среди них будут травоядные и хищные животные, те, кто питается травой и побегами, мясом, рыбой и насекомыми. Эти прогнозы пищевых предпочтений предполагают, что через 20 млн лет на Земле все еще будет соответствующая пища. Присутствие животных, питающихся побегами, предполагает существование деревьев, а насекомоядных животных – наличие насекомых или мелких беспозвоночных. В пределах каждой категории – травоядных, хищных и так далее – будет наблюдаться диапазон различных размеров. Животные будут бегающими, летающими, плавающими, ползающими и роющими. Виды не будут такими, как сегодня. Но диапазон типов будет сходен с нынешним, и разнообразие образов жизни – тоже.

Если в следующие 20 млн лет произойдет крупная катастрофа и вымирание, сопоставимое по масштабам с вымиранием динозавров, мы можем ожидать, что диапазон экотипов будет получен из новых предковых точек. При этом – вопреки моим рассуждениям о грызунах (рандеву № 10) – непросто угадать, какие из современных животных явятся этими отправными точками. На карикатуре викторианской эпохи изображен профессор Ихтиозавр, читающий лекцию о древнем человеческом черепе. Если бы в эпоху динозавров профессор Ихтиозавр взялся бы обсуждать их катастрофический конец, ему было бы трудно предсказать, что место динозавров займут потомки млекопитающих, которые в те времена были мелкими ночными насекомоядными.

Конечно, это касается недавней эволюции: речь не идет о масштабном “перезапуске” по Кауфману. Но и эти “перезапуски” могут многое рассказать о воспроизводимости эволюции. Если ранняя эволюция шла примерно так же, как поздняя, то информация, которую мы получим, может дать нам общие принципы. Предполагаю, что принципы, которые мы обнаруживаем в недавней (после исчезновения динозавров) эволюции, вероятно, воплощаются по меньшей мере до кембрия и, возможно, до момента появления эукариотической клетки. Я думаю, что параллелизм радиации млекопитающих в Австралии, Южной Америке, Африке, Азии и на Мадагаскаре может дать что-то вроде шаблона для ответа на вопросы Кауфмана, относящиеся к гораздо более ранним отправным точкам, например к выбранной им самим – появлению эукариотической клетки. Что касается раннего времени, то в его отношении уверенности нет. Марк Ридли в книге “Демон Ыенделя” указывает, что появление эукариот стало в высшей степени маловероятным событием – возможно, оно еще невероятнее, чем происхождение самой жизни. Держу пари, что большинство мысленных “перезапусков” эволюции с момента возникновения жизни не приведут к “эукариократии”.

Чтобы изучить конвергенцию, не обязательно полагаться на географическое разделение, как в австралийском естественном эксперименте. Мы можем провести эксперимент, “перезапуская” эволюцию не из одной точки в разных географических областях, а из разных точек в одной области. Ведь конвергенция наблюдается у животных, настолько не связанных друг с другом, что паттерны не имеют отношения к географическому разделению. Согласно некоторым оценкам, “глаз” независимо появился в животном мире 40–60 раз. Этому вопросу я посвятил главу в книге “Восхождение на пик Невероятности” и не буду здесь повторяться. Скажу лишь, что профессор Майкл Лэнд из Университета Сассекса, ведущий специалист по сравнительной зоологии глаза, выделяет девять видов оптического механизма, каждый из которых появлялся в эволюции более одного раза. Профессор любезно подготовил для этой книги схему, где пики соответствуют случаям независимого появления глаза.

Складывается впечатление, что жизнь изо всех сил стремится к эволюции глаза (см. вкладку). Мы можем с уверенностью сказать, что статистически значимая доля “перезапусков” по Кауфману привела бы к появлению глаза. И не просто глаза, а сложного глаза, похожего на глаза насекомых, креветок или трилобитов, и камерного глаза, как у нас или кальмаров, с цветовым зрением и механизмами настройки фокуса и диафрагмы. Также с высокой долей вероятности появились бы глаза, похожие на рефлектор радиолокационной антенны, как у морских блюдечек, и глаза-обскуры, как у наутилуса – современного, похожего на аммонита моллюска с плавучей спиральной раковиной (см. рандеву № 26). И если на других планетах есть жизнь, можно смело ставить на то, что и там есть глаза, работающие по знакомым нам оптическим принципам. Есть не так много способов получить глаз, и жизнь наверняка перепробовала их все.

Такого рода оценки допустимы и для других адаптаций. Эхолокация появлялась не меньше четырех раз: у летучих мышей, усатых китов, птиц гуахаро и пещерных стрижей. Это происходило не чаще эволюции глаза, но все же достаточно часто, чтобы счесть, что при подходящих условиях она появится снова. Вполне возможно, что “перезапуски” эволюции снова и снова открывали бы одни и те же приемы преодоления трудностей. Здесь я тоже не буду повторяться (см. мою книгу “Слепой часовщик”), а подведу итог. Чего стоило бы ожидать от “перезапусков”? Многократно эволюционировала бы эхолокация с использованием высокочастотных сигналов (которые обеспечивают лучшее разрешение, чем низкочастотные). Сигналы, по крайней мере у некоторых видов, вероятно, будут частотно-модулированными, понижающимися или повышающимися (это обеспечивает точность распознавания благодаря разнице между первым и последним участками). Вычислительный аппарат, который используют для анализа эха, вполне мог бы проводить (конечно, подсознательно) подсчеты, основанные на допплеровском смещении частоты эха. Ведь эффект Допплера универсален для любой планеты, где есть звук, и летучие мыши в совершенстве им владеют.