Рассказ предка. Паломничество к истокам жизни - Ричард Докинз

Как узнать, что глаз или эхолокация эволюционировали независимо? Изучая генеалогическое древо. Родственники гуахаро и пещерных стрижей не пользуются эхолокацией. Гуахаро и пещерные стрижи независимо перешли к жизни в пещерах. Мы знаем, что эхолокация развилась у них независимо, потому что никто из их родственников это не практикует. Возможно, у разных групп летучих мышей этот навык эволюционировал независимо. Мы не знаем, сколько раз появилась эхолокация. У некоторых землероек и тюленей эта способность имеется в рудиментарной форме (она есть и у некоторых слепых людей). Пользовались ли эхолокацией птеродактили? Вполне возможно: ночью можно много чем поживиться, а летучих мышей в то время еще не было. То же относится и к ихтиозаврам. Внешне они напоминали дельфинов и, вероятно, вели сходный с ними образ жизни. Поскольку дельфины интенсивно используют эхолокацию, логично спросить, делали ли это ихтиозавры. Прямых доказательств нет. Существует один довод против: у ихтиозавров были очень большие глаза (одна из их самых заметных черт). Это, возможно, свидетельствует о том, что они полагались в основном на зрение, а не на эхолокацию. У дельфинов, напротив, глаза не очень крупные, а одна из их самых заметных особенностей – шишка (“дыня”) над рылом, которая работает как акустическая “линза”: она собирает звук в узкий, направленный вперед пучок.

Как любой зоолог, я могу просмотреть свою мысленную базу данных царства животных и приблизительно ответить на вопросы вроде: “Сколько раз в эволюции независимо появился признак икс?” Если провести подсчеты более систематично, из этого мог бы получиться хороший исследовательский проект. Оказалось бы, что некоторые признаки появились “много раз” (как глаз) или “несколько раз” (как эхолокация). Некоторые – “лишь однажды” или даже “никогда”, – хотя такие примеры найти неожиданно трудно. Различия могут быть весьма любопытными. Я подозреваю, мы открыли бы эволюционные пути, которыми сильнее всего “желает” следовать жизнь. Другие пути имеют более сильное “сопротивление”. В “Восхождении на пик Невероятности” я привел аналогию: огромный музей жизни (реальной и потенциальной), в котором коридоры во многих измерениях представляют собой эволюционные изменения (реальные и потенциальные). Некоторые из коридоров – широкие, манящие. Другие перегорожены барьерами, которые трудно или даже невозможно преодолеть. Эволюция многократно устремляется широкими коридорами и время от времени неожиданно преодолевает один из барьеров.

А теперь рассмотрим несколько признаков, для которых стоит провести подсчет. Ядовитое жало, впрыскивающее яд под кожу, независимо эволюционировало не менее десяти раз: у медуз и их родственников, у пауков, скорпионов, многоножек, насекомых, моллюсков (конусы), змей, акул (хвостоколовые скаты), костистых рыб (бородавчатка), млекопитающих (самцы утконосов) и растений (крапива). Держу пари, что яд, в том числе его подкожное впрыскивание, не раз появлялся бы в экспериментах по “перезапуску” эволюции.

Производство звуков в социальных целях независимо развилось у птиц, млекопитающих, сверчков и кузнечиков, цикад, рыб и лягушек. Электролокация – использование слабых электрических полей для ориентации в пространстве – эволюционировала несколько раз (см. “Рассказ Утконоса”). Несколько раз независимо эволюционировало использование электрического тока в защитных целях – вероятно, возникшее на основе электролокации. Мы довольно уверенно можем делать ставку на повторную эволюцию существ, использующих электричество для ориентирования и в качестве оружия.

Истинный машущий полет, в противоположность пассивному планированию или парашютированию, эволюционировал, судя по всему, четыре раза: у насекомых, птерозавров, летучих мышей и птиц. Парашютирование и планирующий полет различных типов независимо развился, вероятно, не менее ста раз и, возможно, является эволюционным предшественником истинного полета. Он встречается, например, у ящериц, лягушек, змей, “летучих” рыб, кальмаров, шерстокрылов, сумчатых и грызунов (дважды). Я бы мог поставить крупную сумму на то, что в условиях “перезапуска” эволюции по Кауфману планирующие животные появлялись бы снова и снова. (Что касается истинного машущего полета, то я ограничился бы средней суммой.)

Реактивная тяга, вероятно, появилась дважды: у головоногих моллюсков (причем кальмары развивают высокую скорость) и гребешков. Последние обитают преимущественно на морском дне, но могут и плавать. Они ритмично открывают и закрывают створки раковины, щелкая ими, как кастаньетами. Можно было бы предположить (я, например, так и делаю), что они при этом двигаются “назад”, в направлении, противоположном щелчку. Но нет: гребешки движутся “вперед”, как бы прогрызая путь сквозь толщу воды. Дело в том, что щелкающие движения прокачивают воду через пару отверстий, расположенных позади замка раковины. Две образующиеся струи и толкают моллюска “вперед”.

А как насчет признаков, которые эволюционировали лишь однажды или не появились вообще никогда? Мы узнали из “Рассказа Ризобии”, что колесо с настоящими свободно вращающимися подшипниками, похоже, появилось однажды – у бактерий. Позднее его изобрели люди. Язык, судя по всему, есть лишь у нас: это событие, по меньшей мере в 40 раз более редкое, чем эволюция глаза. Вообще же, привести пример хорошей идеи, которая реализовалась бы всего один раз, оказалось неожиданно трудно.

Я предложил эту задачу оксфордскому коллеге – энтомологу и натуралисту Джорджу Макгэвину. Он составил любопытный список, который, однако, оказался короче списка признаков, эволюционировавших много раз. Жуки-бомбардиры из рода Brachmus, согласно Макгэвину, уникальны тем, что смешивают химические вещества с образованием взрывчатой жидкости. Ее компоненты синтезируются в отдельных (разумеется!) железах. Когда жуку угрожает опасность, эти вещества впрыскиваются в камеру около заднего конца тела и взрываются, выстреливая во врага едкой кипящей жидкостью. Этот пример любят креационисты. Они считают, что такая способность не могла эволюционировать у жуков, поскольку все промежуточные формы должны были якобы взорваться. Я с удовольствием продемонстрировал ошибочность этого воззрения на Би-би-си в 1991 году, во время Рождественской лекции для детей Королевского института. Нацепив каску времен Второй мировой и предложив всем желающим уйти, пока не поздно, я смешал гидрохинон и перекись водорода – компоненты взрывчатой смеси жука-бомбардира. Но ничего не случилось, жидкость даже не нагрелась. Дело в том, что для этой реакции нужен катализатор. Я добавил катализатор, постепенно увеличивая концентрацию, и получил разные результаты, от тихого шипения до удовлетворительного бурления. Жук делает то же самое, и я не вижу ничего трудного в постепенном, эволюционном решении этого затруднения.

Следующий пункт в списке Макгэвина – рыба-брызгун из семейства Toxotidae. Она плюет в добычу. Рыба поднимается к поверхности воды и, выстреливая в сидящее насекомое водой изо рта, сбивает его и съедает. Другой кандидат на роль “сбивающего” хищника – муравьиный лев. Это личинки насекомых отряда сетчатокрылые (Neuroptera). Как и многие другие личинки, они не похожи на взрослых особей. У них огромные челюсти, достойные фильма ужасов. Муравьиный лев прячется под поверхностью песка, у основания конической ямки-ловушки. Эту ловушку он устраивает сам, отбрасывая песок наружу из центра: это вызывает миниатюрные оползни по краям ямки, а остальное довершают законы физики, формируя аккуратный конус. Добыча муравьиного льва (это, как правило, муравьи) падает в ямку и скатывается ему прямо в рот. Некоторое сходство с брызгуновой рыбой проявляется в том, что жертвы падают в ямку не совсем сами: иногда их сбивают в яму падающие песчинки. Хотя, конечно, песчинки не сравнить с меткими плевками рыбы-брызгуна, направленными с помощью бинокулярных глаз.

Также уникальны шипящие или плюющие пауки из семейства Scytodidae. Не обладающие проворством пауков-волков и не умеющие плести паутину, шипящие пауки выпрыскивают в сторону добычи ядовитую клейкую жидкость, которая пригвождает ее к земле. После этого паук убивает жертву укусом. Этот способ охоты отличается от тактики рыб-брызгунов. Некоторые животные, например плюющиеся ядом кобры, делают это не с охотничьими целями, а для защиты. Еще один уникальный случай – пауки-боладоры из рода Mastophora. Они мечут в добычу (ночных бабочек, привлеченных запахом поддельного полового феромона, который синтезирует паук) комочек паутины, привязанный к нити, подобно шару-бола.

Замечателен и следующий кандидат на эволюционную уникальность: паук-серебрянка (Argyroneta aquatica). Он живет и охотится под водой, но, подобно дельфинам, дюгоням, морским черепахам, пресноводным улиткам и другим наземным животным, вторично приспособившимся к жизни в воде, дышит атмосферным воздухом. В отличие от остальных “перебежчиков”, серебрянка сооружает “водолазный колокол” из паутины (которая у пауков служит универсальным решением любой проблемы) и крепит его к водорослям. На поверхности паук набирает воздух тем же способом, что и некоторые водяные клопы: воздух задерживается между волосками, покрывающими его тело. Однако дальше, в отличие от клопов, которые просто носят воздух на себе как водолазный баллон, серебрянка тащит его в “водолазный колокол”. Здесь паук ждет добычу, хранит ее и поедает.