Рассказ предка. Паломничество к истокам жизни - Ричард Докинз

Последовательность ДНК гена aniridia человека сильнее схожа с геном ey дрозофилы, чем с любым другим геном человека. Судя по всему, дрозофилы и люди унаследовали эти гены от сопредка № 26. (Далее я буду называть этот ген ey.) Вальтер Геринг и его коллеги провели в Швейцарии интереснейший эксперимент: внедрили мышиный эквивалент гена ey в эмбрионы дрозофилы. Результат оказался поразительным. Когда ген внедряли в ту часть эмбриона, которая в будущем формировала ногу, у мушки на ноге развивался дополнительный “эктопический” глаз. Причем глаз этот был фасеточным, то есть мушиным. Не думаю, что дрозофила могла им видеть, однако по всем признакам это был полноценный фасеточный глаз. Похоже, ген ey дал инструкцию: “Здесь нужно поместить глаз – такой, какой мы всегда выращиваем”. Тот факт, что соответствующие гены у мыши и дрозофилы не только похожи по последовательности ДНК, но и отвечают за развитие глаз у обоих видов, говорит в пользу того, что такой ген имелся и у сопредка № 26. Кроме того, это позволяет предположить, что сопредок № 26 обладал зрением, пусть даже это означало лишь способность различать свет и темноту. Думаю, когда мы изучим больше генов, такие же выводы можно будет сделать для других частей тела. Отчасти это произошло, и мы поговорим об этом в “Рассказе Дрозофилы”.

Мозг, расположенный на переднем конце тела, должен иметь связь с остальными его частями. Для червеобразного животного разумно осуществлять эту связь через “магистральный кабель” – нервный ствол вдоль тела. Через определенные промежутки от ствола отходят ответвления, которые обеспечивают контроль над частями тела и собирают информацию. У билатерально-симметричных животных, например нереиса и рыб, нервный ствол может располагаться выше или ниже пищеварительного тракта. Здесь мы встречаемся с одним из основных различий между нами, вторичноротыми, и первичноротыми животными. У нас нервный ствол проходит вдоль спинной стороны тела. А у типичного первичноротого, например нереиса и многоножки, он на брюшной стороне, под кишечником.

Если сопредок № 26 был похож на червя, то его нервный ствол, скорее всего, располагался либо на дорсальной, либо на вентральной стороне тела. Я не могу утверждать, что дорсальное расположение нервного ствола – неотъемлемый признак вторичноротых, а вентральное – признак первичноротых. Эти группы совпадают не полностью. Так, кишечноротых (загадочных вторичноротых, которые прибыли на рандеву № 25 вместе с иглокожими) трудно классифицировать по этому признаку. По мнению некоторых ученых, кишечноротые обладают брюшным нервным стволом, как первичноротые. А на основании других признаков их относят к вторичноротым. Позвольте мне вместо этого разделить животных на дорсокорд и вентрикорд. Дорсокорды – это все вторичноротые. К вентрикордам относятся преимущественно первичноротые, плюс некоторые ранние вторичноротые, включая, вероятно, и кишечнодышащих. Иглокожие с их радиальной симметрией в эту классификацию не укладываются. Судя по всему, вторичноротые некоторое время спустя после жизни сопредка № 26 оставались вентрикордами.

Различие между дорсокордами и вентрикордами не ограничивается расположением нервного ствола. У дорсокорд сердце брюшное, у вентрикорд – спинное и качает кровь по основной спинной артерии. Эти и другие признаки позволили французскому зоологу Этьену Жоффруа Сент-Илеру в 1820 году предположить, что позвоночное – это по сути перевернутое членистоногое или дождевой червь. Уже после Дарвина и признания теории эволюции зоологи не раз высказывали мнение, что план строения тела позвоночных унаследован от червеобразного предка, который в буквальном смысле перевернулся.

Именно этой теории я сейчас придерживаюсь. Альтернативная точка зрения, согласно которой червеобразный предок постепенно перестроил свою анатомию, не меняя положения тела, кажется мне менее правдоподобной: это потребовало бы большого количества кардинальных внутренних перестроек. Я считаю, что сначала изменилось его поведение – по эволюционным меркам, внезапно, – а после произошли все эволюционные изменения. Как и во многих других случаях, эта теория поддерживается современными примерами. Один из них – рачок артемия.

Артемии (Artemia) и родственные ей жаброногие – это ракообразные, которые плавают на спине, и их нервный ствол (“исходная” брюшная сторона) находится на стороне тела, обращенной к поверхности воды. Синодонтис-перевертыш, или сомик-перевертыш (Synodontis nigriventris), – вторичноротое животное, которое делает то же самое, только наоборот. Эта рыба плавает на спине, и ее главный нервный ствол расположен на той стороне тела, которая ближе к дну, то есть на “истинной” спинной стороне. Я не знаю, зачем переворачиваются артемии, но синодонтисы плавают вверх тормашками потому, что собирают пищу с поверхности воды или нижней стороны плавающих листьев. Видимо, когда-то одна рыба обнаружила, что это хороший источник пищи, и научилась переворачиваться. Предполагаю, что в последующем естественный отбор благоприятствовал особям, лучше всех исполнявшим этот трюк[92]. Их гены были “подхвачены” обучением, и теперь им и в голову не приходит плавать иначе.

Переворачивание артемии – недавнее воспроизведение события, которое произошло, кажется, более 500 млн лет назад. Древнее, давно исчезнувшее червеобразное животное с брюшным нервным стволом и спинным сердцем, как у первичноротых, в один прекрасный день перевернулось и начало плавать или ползать, как артемия. Зоолог, которому посчастливилось бы присутствовать при этом, скорее умер бы, чем стал бы считать брюшной нервный ствол спинным только потому, что тот оказался на верхней стороне тела. Ведь зоологическая наука указывала бы на то, что нервный ствол по-прежнему является брюшным. В пользу этого говорило бы и типичное для первичноротых расположение остальных органов. Точно так же этот зоолог решил бы, что сердце перевернувшегося червя является во всех смыслах “спинным” – несмотря на то, что теперь оно располагалось на нижней стороне тела.

За миллионы лет плавания или ползания вверх тормашками естественный отбор перестраивает органы и структуры тела так, что они начинают соответствовать постоянно перевернутому положению тела. И в конечном счете (в отличие от артемии, которая перевернулась совсем недавно) следы исходного расположения тела исчезают. А зоологи, увидев потомков первого животного-индивидуалиста после нескольких десятков миллионов лет жизни вверх тормашками, задумались бы о пересмотре понятий “спинной” и “брюшной”. Ведь многие анатомические признаки за это время успели бы сильно измениться.

Еще одно “перевернутое” животное – калан, который часто плавает на спине, особенно когда камнями разбивает на животе раковины. Гребляки (разновидность клопов) плавают на спине постоянно. Они похожи по характеру передвижения на жуков-вертячек – с той разницей, что вертячки плавают спиной вверх.