Величайшее Шоу на Земле: свидетельства эволюции - Ричард Докинз

Такая картина крупных ошибок конструкции, скомпенсированных дальнейшими починками — это то, чего мы не должны ожидать там, где была действительно работа дизайнера.

Мы можем ожидать случайные ошибки, как со сферической абберацией в случае зеркала Хаббла, но не очевидную глупость, как в случае сетчатки, развернутой задом наперед.

Грубые ошибки такого рода идут не от плохого дизайна, а от истории.

Любимый пример, с тех пор, как мне на него указал профессор Дж. Д. Кури, когда учил меня в моем студенчестве, это возвратный гортанный нерв [ответвление одного из черепных нервов, нервов, которые идут напрямую от мозга, а не из спинного мозга].

Один из черепных нервов, блуждающий (vagus, и наименование уместно), имеет разные ответвления, два из которых идут к сердцу, и два на каждой стороне — к гортани (голосовая коробка у млекопитающих).

На каждой стороне шеи одна из ветвей гортанного нерва проходит напрямую в гортань, следуя прямым путем, таким, какой выбрал бы дизайнер.

Другой идет к гортани через странный обходной крюк.

Он спускается прямо до груди, делает петлю вокруг одной из основных артерий, выходящих из сердца (разные артерии на левой и правой стороне, но принцип один), и направляется назад вверх по шее к своей конечной цели.

Если вы думаете, что это продукт дизайна, возвратный гортанный нерв — это позор.

Гельмгольц имел бы еще больше причин вернуть его назад, чем в случае с глазом.

Но, как и в случае с глазом, все это вполне понятно, как только вы забудете дизайн и вместо этого подумаете об истории.

Чтобы понять ее, вы должны пойти назад ко времени, когда наши предки были рыбами.

У рыб сердце двухкамерное, в отличие от нашего четырехкамерного.

Оно качает кровь через большую центральную артерию, именуемую вентральной [брюшной] аортой.

От вентральной аорты обычно отходит шесть пар ответвлений, ведущих к шести жабрам на каждой стороне.

Кровь проходит через жабры, где насыщается кислородом.

Над жабрами она собирается другими шестью парами кровеносных сосудов в еще один большой сосуд, идущий вниз в середину, называемый дорсальной [спинной] аортой, которая питает остальную часть тела.

Шесть пар жаберных артерий — свидетельство сегментированного плана тела позвоночных, которое яснее и более очевидно у рыб, чем у нас.

Восхитительно, но оно очень наглядно у человеческих эмбрионов, чьи фарингеальные дуги очевидно получились из предковых жабр, что можно сказать, глядя на их детальную анатомию.

Конечно, они не функционируют в качестве жабр, но 5-месячные человеческие эмбрионы могут быть сочтены за маленьких розовых рыбок с жабрами.

Трудно не удивиться, почему киты, дельфины, дюгони и ламантины не ре-эволюционировали функциональные жабры.

Факт, что, как и все млекопитающие, они имеют в фарингеальных дугах эмбриональный каркас для выращивания жабр, предполагает, что это не должно быть слишком сложно.

Я не знаю, почему они не сделали этого, но я уверен, что есть хорошая причина, и что кто-то уже знает это или знает, как это исследовать.

Все позвоночные имеют сегментированный план тела, но у взрослых млекопитающих, в отличие от их эмбрионов, это заметно только в области спины, где позвонки и ребра, кровеносные сосуды, мускульные блоки и нервы, все следует рисунку модульного повторения вдоль тела спереди назад.

Каждый сегмент позвоночного столба имеет два больших нерва, ответвляющихся от спинного мозга на каждой стороне, называемые брюшным [дорсальными] и спинным [вентальными] корешками.

Эти нервы в основном делают свою работу, какой бы она ни была, поблизости от позвонков, из которых выходят, но некоторые уходят вниз вдоль ног и рук.

Голова и шея тоже следуют тому же сегментированному плану, но его сложнее различить даже у рыб, поскольку сегменты вместо того, чтобы быть аккуратно выложенными в продольный массив, скомканы в кучу за время эволюции.

Одним из триумфов сравнительной анатомии и эмбриологии 19-го и начала 20-го столетия было распознание призрачных следов сегментов головы.

Например, первая жаберная дуга у бесчелюстных рыб, таких как миноги (и у эмбрионов позвоночных, которые имеют челюсти) соответствует челюстям у позвоночных, у которых они есть (то есть, у всех современных позвоночных, кроме миног и миксин).

Насекомые и другие членистоногие, такие как ракообразные, которых мы видели в главе 10, также имеют сегментированный план тела.

И аналогичным триумфом было показать, что голова насекомых также содержит — снова же скомканные — шесть сегментов того, что когда-то у далеких предков было цепочкой из модулей, таких же как и все остальное тело.

Триумфом эмбриологии и генетики конца 20 века было показать, что сегментация насекомых и позвоночных вовсе не независима друг от друга, как меня учили, и даже управляется параллельными наборами генов, так называемых hox-генов, которые опознаваемо сходны у насекомых, позвоночных и многих других животных, и что эти гены даже расположены в правильном последовательном порядке на хромосомах!

Это нечто, что мои учителя даже не могли представить, когда я был студентом, изучающим раздельно сегментации позвоночных и насекомых.

Животные различных классов (например, насекомые и позвоночные) более едины, чем мы когда-либо считали.

И это также из-за единых прародителей.

Hox-план был уже набросан в великом предке всех животных с двусторонней симметрией.

Все животные гораздо более близкие кузены друг другу, чем мы привыкли думать.

Вернемся к голове позвоночных: черепные нервы считаются хорошо замаскированными потомками сегментных нервов, которые у наших примитивных предков составляли передний край цепочки спинных и брюшных корешков, точно так же как те, которые исходят из нашего позвоночного столба.

И крупнейшие кровеносные сосуды у нас в груди — это измененные реликты и остатки от некогда выраженно сегментарных кровеносных сосудов, обслуживавших жабры.

Можно сказать, что грудь млекопитающего смяла сегментный шаблон предковых рыбьих жабр, так же как ранее рыбья голова смяла шаблон сегментов еще более ранних предков.

Человеческие эмбрионы тоже имеют кровеносные сосуды, снабжающие их «жабры», которые очень похожи на жабры рыб.

Две вентральные аорты, одна на каждой стороне, с сегментными дугами аорты, по одной на каждом на каждой стороне, соединяются с парными дорсальными аортами.

Большинство из этих сегментарных кровеносных сосудов исчезают к концу эмбрионального развития, но вполне ясно, как их узор у взрослого получается из эмбрионального, а также из предкового плана.

Если вы посмотрите на человеческий эмбрион примерно на 26 день после зачатия, вы увидите, что кровоснабжение «жабр» сильно походит на сегментное кровоснабжение жабр у рыбы.

За следующие недели развития плода узор кровеносных сосудов постепенно упрощается и теряет первичную симметрию, и ко времени рождения ребенка его система кровообращения становится сильно левосторонней, очень отличной от четкой симметрии у рыбоподобного эмбриона.

Я не буду описывать кучу деталей того, что наши большие грудные артерии являются выжившими частями шести нумерованных жаберных артерий.

Все, что надо знать, чтобы понять историю возвратного гортанного нерва, это то, что у рыб блуждающий нерв имеет ответвления, которые обслуживают последнюю тройку жабр, и естественно, что они поэтому должны пройти сзади соответствующих жаберных артерий.

Нет ничего «возвратного» у этих ответвлений: они отыскивают свои конечные органы, жабры, наиболее прямым и логичным маршрутом.

За время эволюции млекопитающих, однако, шея вытянулась (у рыб шеи нет), и жабры исчезли, часть их превратилась в полезные вещи, такие как щитовидная и околощитовидная железы и различные другие части, что объединяются и формируют гортань.

Эти другие полезные вещи, включая части гортани, снабжаются кровью и нервными окончаниями от эволюционных потомков кровеносных сосудов и нервов, которые когда-то давно обслуживали жабры в их упорядоченной последовательности.

По мере того, как предки млекопитающих эволюционировали дальше и дальше от своих предков-рыб, нервы и кровеносные сосуды оказывались удлиненны и утянуты в странных направлениях, что исказило их взаимное пространственное расположение.

Грудь и шея позвоночного стали комком, в отличие от аккуратной симметричной последовательной повторяемости рыбьих жабр.

И возвратные гортанные нервы стали более чем обычно преувеличенными случаями искажения.

Рисунок напротив из учебника Берри и Халлама 1986 года показывает, что гортанный нерв у акул не имеет петли.

Чтобы проиллюстрировать петлю у млекопитающих, Берри и Харрам выбрали… какой более яркий пример может быть? Жирафа.