Рассказ предка. Паломничество к истокам жизни - Ричард Докинз

Набор генов, с которыми ген непосредственно должен сотрудничать, представлен теми генами, с какими он делит организм. В долгосрочной перспективе набор генов, с которыми он должен кооперироваться, представлен всеми генами генофонда, потому что он будет неоднократно встречаться с ними, перемещаясь из тела в тело по мере смены поколений. Вот почему я говорю, что естественный отбор формирует генофонд вида. На первый взгляд, естественный отбор представляет собой избирательное выживание и размножение особей, каждая из которых является одной из множества комбинаций генов генофонда. Однако этого нельзя сказать о бделлоидных коловратках. У них естественный отбор не формирует генофонд, поскольку генофонда у них нет. У бделлоидной коловратки есть просто один большой ген.

Я не рассказывал здесь о теориях, объясняющих преимущества полового размножения и его возникновение. Но если я захотел бы изложить такую теорию или всерьез занялся “неким важным аспектом этой ситуации”, я начал бы примерно с этого. Я снова и снова слушал бы “Рассказ Коловратки”. Эти крошечные обитатели луж и болот, возможно, знают ответ на загадку эволюции. Чем плохо бесполое размножение, если бделлоидные коловратки миллионы лет его практикуют? И если для них это нормально, почему остальные живут по-другому, продолжая платить по двойному тарифу за половое размножение?

Рассказ Усоногого рака

Когда я учился в школе-интернате, иногда приходилось извиняться перед воспитателем за опоздание к обеду: “Извините, сэр! Я опоздал: репетиция оркестра” или что-нибудь в этом духе. В тех случаях, когда достойного оправдания не было, мы бормотали себе под нос: “Извините, сэр! Усоногие раки”. Воспитатель добродушно кивал. Не знаю, интересовало ли его на самом деле, чем мы занимались вне уроков. Возможно, нас вдохновлял пример Дарвина, который несколько лет с таким увлечением изучал усоногих раков, что его дети, будучи в гостях у друзей, спрашивали тех с невинным удивлением: “А где ваш папа занимается усоногими раками?”

Несмотря на свой необычный облик, усоногие раки относятся к ракообразным. Если заглянуть в раковины, мы увидим деформированных креветок, лежащих на спине и дрыгающих ножками. На ножках у них перистые гребешки или корзинки, которыми они отфильтровывают из воды частицы пищи. То же самое делают морские уточки, однако они не прячутся в конической раковине, а сидят на конце крепкой ножки. Названием они обязаны тому, что ученые не всегда понимали их истинную природу. Их фильтрующие “перья” придают им облик птенца в яйце. В те времена, когда люди еще верили в самозарождение жизни, бытовало поверье, что из морских уточек (goose barnacles) вылупляются гуси, точнее белощекие казарки (Branta leucopsis).

Самый обманчивый среди животных облик имеют паразитические усоногие раки, например саккулина (Sacculina). Саккулина вовсе не является тем, чем кажется. Если бы не ее личинка, зоологи никогда не поняли бы, что на самом деле она усоногий рак. Взрослая форма саккулины представляет собой мягкий мешок, который прикрепляется к нижней стороне краба и запускает длинные, ветвистые, похожие на растения отростки в его тело, поглощая питательные вещества из тканей. Этот паразит не похож не только на усоногого рака – он вообще не похож на ракообразное. Он полностью утратил панцирь и сегментацию тела, которая свойственна почти всем членистоногим. Саккулину вполне можно принять за паразитическое растение или гриб. И все же в смысле эволюционного родства она ракообразное, и не просто ракообразное, а усоногий рак. Усоногие раки и впрямь не то, чем они кажутся.

Интересно, что эмбриологическое развитие нетипичного для ракообразных тела саккулины становится понятным благодаря Hox-генам, которые стали темой “Рассказа Дрозофилы”. Ген Abdommal-A, который обычно отвечает за развитие брюшка у типичных ракообразных, у саккулины не экспрессируется. То есть, судя по всему, подавив Hox-гены, мы легко превратим активно плавающее и двигающее ножками животное в бесформенное грибообразное существо.

Заметим, что ветвящаяся система корневидных отростков саккулины врастает в ткани краба избирательно. Сначала она направляется к репродуктивным органам краба – это производит эффект кастрации. Является ли это случайностью? Скорее всего, нет. Кастрация не только делает краба стерильным. Как кастрированный бык, он, вместо того чтобы думать о размножении, сосредотачивается на питании, чтобы кормить паразита.

В завершение расскажу вам сказку. Спустя полмиллиарда лет после того, как позвоночные и членистоногие вымерли в результате столкновения кометы с Землей, разумная жизнь эволюционировала заново в лице потомков осьминогов. Осьминожьи палеонтологи добрались до отложений, датируемых XXI в. н. э. Эти ископаемые (хотя они не самый репрезентативный срез современной жизни) поразили палеонтологов своим многообразием. Ощупав и рассмотрев ископаемые, один из исследователей пришел к выводу, что жизнь в предшествующую катастрофе эпоху была удивительно неэкономной в своем разнообразии – больше, чем когда-либо еще. Чтобы понять восьминогого ученого, вспомните современных животных и представьте их в виде небольшой выборки сохранившихся ископаемых. Подумайте о сложнейшей задаче, стоящей перед палеонтологом будущего, и о том, какие трудности придется преодолеть, чтобы распознать родственные связи этих ископаемых по неполным следам.

Самка мухи-горбатки Thaumatoxena andreinii. Рис. Г. Диснея.

Вот вам пример: что за животное, по-вашему, здесь изображено? Может быть, это чудо заслуживает нового типа, названного в его честь? Ведь у него особый план строения тела, прежде неизвестный зоологам? А вот и нет! Это муха-горбатка (Thaumatoxena andreinii) из почтенного семейства горбатки (Phondae). А вот более типичный представитель горбаток – Megaselia scalaris.

Горбатка Megaselia scalaris (Loew). Рис. А. Смита.

С Thaumatoxena произошло вот что: она поселилась в гнездах термитов. В этом замкнутом мире условия столь необычны, что она – вероятно, довольно быстро – утратила свое сходство с мухой. Передний конец тела в форме бумеранга – все, что осталось от головы. Ниже – грудь, а на границе с волосатым брюшком – свернутые остатки крыльев.

Рассказ Онихофоры

Если современная зоология и признает нечто похожее на миф о внезапном зарождении жизни, то это, безусловно, “кембрийский взрыв”. Кембрий – первый период фанерозойского эона, начавшегося около 545 млн лет назад. Именно в кембрийском периоде животная и растительная жизнь – такая, какой мы ее знаем, – стала появляться в окаменелостях. Все окаменелости старше кембрия представляют собой либо незначительные следы, либо загадки. Однако в кембрийском периоде на свет появился шумный зверинец, предвещающий современность. Неожиданность, с которой многоклеточные ископаемые появляются в начале кембрия, напоминает взрыв.

Креационисты очень любят “кембрийский взрыв” – видимо, потому, что их скудному воображению он представляется чем-то вроде палеонтологического сиротского приюта, населенного безродными таксонами: животными без прошлого, которые будто в одночасье возникли из ничего. С другой стороны, романтически настроенные зоологи тоже любят “кембрийский взрыв”. Они видят в нем своего рода Аркадию, эпоху зоологической невинности, в которой жизнь безумствовала, развиваясь в бешеном эволюционном темпе. То была безгрешная вакханалия жизненных форм, предваряющая скучный прагматизм, преобладающий в современном мире. В книге “Расплетая радугу” я процитировал выдающегося биолога (возможно, впрочем, он уже изменил свое мнение):

Вскоре после того, как были изобретены многоклеточные формы, прозвучал великий эволюционный взрыв. Кажется, можно физически ощутить, как многоклеточная жизнь с радостью торопится попробовать все варианты в диком танце беспечного исследования.

Если и есть животное, которое больше чем кто-либо еще символизирует такое представление о кембрии, то это галлюцигения (Hallucigenia). Это животное (Саймон Конвей-Моррис, описавший ее, выбрал это название намеренно) было сначала реконструировано вверх тормашками. Вот почему на рисунке галлюцигения стоит на невозможных ходулях-зубочистках. Согласно современной, перевернутой реконструкции, одинокий ряд “щупалец” вдоль спины представляет собой ноги. Но как же она ходила – неужто балансировала, как на канате? Нет, ископаемые, обнаруженные в Китае, указывают на то, что у галлюцигении был и второй ряд ног. И на современной реконструкции это животное выглядит вполне приспособленным к жизни. Сегодня галлюцигения уже не кажется “таинственным чудом” с неясными, давно утраченными родственными связями. Вместе с некоторыми другими кембрийскими ископаемыми теперь ее ориентировочно относят к типу лопастеногих (Lobopodia). Среди современных представителей этого типа – перипатус и другие онихофоры (см. рандеву № 26).