Рассказ предка. Паломничество к истокам жизни - Ричард Докинз

Монументальными генетическими событиями, конечно, пренебрегать не стоит. Мутация контролирующих генов из различных семейств Hox (см. “Рассказ Дрозофилы”), безусловно, может привести к потрясающему эффекту. Однако монументальное монументальному рознь. Дрозофила с парой ног вместо антенн – это очень сильный ход, но и в этом случае вопрос о выживании остается открытым. На то есть причина.

Мутантное животное с определенной долей вероятности может стать лучше вследствие этой новой мутации. “Лучше” в данном случае значит “лучше, чем родительский тип без мутации”. Однако родитель не мог быть так уж плох: по меньшей мере, он оказался достаточно хорош, чтобы оставить потомство. Очевидно, чем незначительнее мутация, тем с более высокой вероятностью она окажется полезной. “Очевидно” было любимым словом выдающегося специалиста по статистике и биологии Рональда Э. Фишера, и он нередко употреблял его по отношению к вещам, которые простым смертным были вовсе не очевидны. В данном случае, однако, понять Фишера довольно легко. Возьмем простой метрический признак, например длину бедра, которая варьирует в одном измерении, то есть может быть на несколько миллиметров больше или меньше.

Представьте себе ряд мутаций возрастающего масштаба. В начале ряда нулевая мутация. Она по определению не хуже, чем родительская копия гена, которая должна быть достаточно хороша, чтобы, по меньшей мере, обеспечить воспроизводство. Теперь представьте случайную незначительную мутацию: например такую, в результате которой нога становится на миллиметр длиннее или короче. Исходя из того, что родительский ген не безупречен, у мутации, которая бесконечно мало отличается от родительской версии, есть 50-процентный шанс стать лучше и 50-процентный – стать хуже. Она будет лучше, если результат ее – шаг в правильном направлении, и хуже, если результат – шаг в противоположном от родительского состояния направлении. Однако очень крупная мутация, скорее всего, окажется хуже родительской версии гена, даже если это будет шаг в верном направлении. Вообразите крайний случай: во всем нормального человека, однако с бедрами двухметровой длины.

Аргументы Фишера более общие. Когда мы говорим о макрому-тационных скачках, выводящих группу организмов на территорию нового типа, мы имеем дело не с простыми количественными параметрами вроде длины ног. Поэтому нам нужна другая версия этого аргумента. Как я уже говорил, есть гораздо больше способов погибнуть, чем уцелеть. Представьте себе математический ландшафт, населенный всеми возможными животными. Я называю его математическим, потому что у него сотни измерений, и он включает почти бесконечно широкий диапазон всех мыслимых монстров, а также и (относительно) небольшое число животных, когда-либо в реальности существовавших. То, что Паркер называет “монументальным генетическим событием”, эквивалентно макромутации огромного масштаба, действующей не в одном измерении, как в примере с бедром, а в сотнях одновременно. Таков масштаб изменений, с которыми мы столкнемся, если, подобно Паркеру, будем настаивать на мгновенном переходе от одного типа к другому.

В многомерном ландшафте, населенном всеми возможными животными, реальные существа суть островки жизнеспособности, разделенные океаном гротескного уродства. Начав с любого “острова”, можно постепенно эволюционировать: тут изменим ногу, там укоротим рога или перекрасим перья. Эволюция – это траектория через многомерное пространство, где каждому шагу соответствует тело, способное к выживанию и размножению не хуже, чем родительский тип, соответствующий предыдущему шагу. С течением времени траектория достаточной длины приведет от жизнеспособной отправной точки к жизнеспособной конечной точке, которая будет настолько сильно отличаться от исходной, что мы признаем ее новым типом – например, моллюсками. А другая траектория, начавшись из той же отправной точки, может через жизнеспособные промежуточные точки привести к другому жизнеспособному конечному пункту, который мы признаем другим типом – например, кольчатыми червями. Нечто подобное, должно быть, происходило в каждой точке ветвления, приводящей к появлению пары животных от общего предка.

Вот к чему я веду. Случайная мутация, дающая сразу новый тип, окажет такое влияние на сотню измерений одновременно, что нужно быть исключительно везучим, чтобы оказаться на другом островке жизнеспособности, а не посреди океана нежизнеспособности.

Креационисты неудачно уподобляют естественный отбор урагану, который проносится по свалке и случайно собирает “Боинг-747”. Они упускают из виду последовательную, кумулятивную природу естественного отбора. Но сравнение со свалкой соответствует гипотетическому внезапному появлению нового типа. Эволюционный шаг такого масштаба, как, например, моментальный переход от земляного червя к улитке, действительно является таким же невероятным, как ураган на свалке.

Итак, теперь мы можем с уверенностью отклонить третью гипотезу. Остаются две – или некий компромисс между ними. Я в этом случае предпочту не делать выводов до появления дополнительных данных. Сейчас все больше ученых признает, что показания “молекулярных часов” отодвигали основные точки ветвления на сотни миллионов лет назад, в докембрий. С другой стороны, тот факт, что ископаемые большинства типов почти не встречаются в докембрийских отложениях, не должен заставлять нас думать, что все эти типы быстро эволюционировали. Пример с ураганом указывает на то, что кембрийские ископаемые наверняка имели непрерывную цепочку предков. Эти предки существовали, но по каким-то причинам оказались не способны к фоссилизации. На первый взгляд идея, что множество животных 100 млн лет могло оставаться невидимым, кажется невероятнее, чем если бы они оставались невидимыми лишь 10 млн лет. По этой причине некоторым больше нравится гипотеза замедленного “кембрийского взрыва”. С другой стороны, чем внезапнее взрыв, тем труднее поверить, что все это многообразие могло появиться за такое короткое время. Этот аргумент – палка о двух концах, и он не может помочь нам сделать выбор между двумя гипотезами.

Многоклеточная жизнь присутствует в палеонтологической летописи еще до Чэнцзяна и Сириус-Пассет. Около 20 млн лет ранее, на границе кембрия и докембрия, появляется множество микроскопических ископаемых, которые сильнее всего похожи на раковинки. Их так и называют: “мелкораковинная фауна”. Для большинства палеонтологов стало неожиданностью, когда некоторые “раковинки” оказались чешуйками (склеритами) панциря лопастеногих – родственников онихофор. Это означает, что расхождение между группами первичноротых произошло еще до “кембрийского взрыва”.

Есть и более древние свидетельства разнообразия животных. За 20 млн лет до кембрия, в эдиакарском периоде позднего докембрия, была повсеместно распространена загадочная эдиакарская фауна (по названию возвышенности Эдиакара в Южной Австралии, где ее впервые обнаружили). Трудно сказать, что собой представляли эти животные, однако то были одни из первых существ, от которых остались окаменелости. Некоторые, возможно, были губками. Другие напоминают медуз. Есть похожие на актиний или на морские перья (это перьевидные родственники актиний). Некоторые похожи на червей или слизняков и, возможно, имели настоящую двустороннюю симметрию. Большинство же из них совершенно загадочны. Например, что думать о дикинсонии (Dickmsonia)? Это коралл? Червь? Гриб? (См. вкладку.) Или нечто совсем не похожее на все, что мы знаем? К эдиакарской фауне относится очень похожее на головастика ископаемое из Австралии. Формально оно еще не описано, но предполагают, что относится оно к хордовым (это, напомню, тип, к которому принадлежат позвоночные). Это было бы потрясающе. Но время покажет. Зоологи признают, что эдиакарская фауна пока не слишком помогает проследить родословную большинства современных животных.