Эволюция. От Дарвина до современных теорий - Элисон Джордж

Современные исследователи проводят реконструкцию биологии первых многоклеточных существ, изучая геномы их ближайших живых родственников (например, одноклеточных простейших Хоанофлагеллятов). Это подскажет нам, каким образом животные эволюционировали из них порядка 600 миллионов лет назад. Хоанофлагелляты и губки являются единственными живыми свидетелями эволюции и имеют общего предка. Хоанофлагелляты обладают на удивление большим количеством эквивалентов сигнальных молекул, а также молекул клеточной адгезии, не присущих животным.

Но больше и сложнее – не обязательно лучше. Если судить по биомассе и многочисленности видов, то одноклеточная жизнь все еще значительно превосходит многоклеточную.

Глаза появились в мгновение эволюционного ока и навсегда изменили уклад жизни. До появления глаз жизнь была мягче и безмятежнее; в ней господствовали медлительные и мягкотельные черви, бороздящие моря. Появление глаз показало живым организмам более жестокий и конкурентный мир. Зрение превратило животных в активных охотников и спровоцировало эволюционную гонку за превосходством, изменившую всю планету.

Первые глаза появились около 543 миллионов лет назад, в начале кембрийского периода. Первыми обладателями глаз стала группа трилобитов Редлихий. Их глаза имели сложную структуру, были похожи на глаза современных насекомых и, вероятно, развивались из светочувствительных ямок. Обнаружение глаз в ископаемых находках стало настоящим сюрпризом, ведь у предков трилобитов, живших 544 миллиона лет назад, глаза отсутствовали.

Так что же произошло в эту волшебную эпоху? Разумеется, глаза были слишком сложной структурой. Разве могли они появиться в одночасье? Дан-Эрик Нильссон из Лундского университета в Швеции считает, что это возможно. Он подсчитал, что для того, чтобы участок светочувствительных клеток превратился в фасеточный (сложный) глаз, потребуется всего полмиллиона лет.

Рис. 5.1. Восприятие света. Раньше считалось, что глаз развивался самостоятельно целых 65 раз. Но новые генетические данные говорят о том, что эволюция глаза проходила только однажды. Прототип глаза (в центре) разделился на множество современных форм.

Не стоит и говорить о том, что различие было существенным. Вполне возможно, что клетки со светочувствительными пятнами были вполне обычным явлением задолго до кембрия. Они позволяли древним животным обнаруживать свет и определять его направление. Такие рудиментарные органы чувств все еще используются медузами, плоскими червями, а также другими малоизвестными и примитивными группами. Разумеется, светочувствительные пятна – все-таки лучше, чем ничего. Однако это – не глаза. Настоящий глаз нуждается в важном дополнении – хрусталике, который будет фокусировать свет и формировать изображение.

Трилобиты были не единственными животными, которые приобрели это новообразование. Биологи предполагают, что во многих случаях глаза могли развиваться независимо. Однако генетические данные указывают на наличие одного предка для всех типов глаз. В любом случае, трилобиты были первыми.

И насколько сильно это все изменило. В незрячем мире раннего кембрия зрение было равносильно сверхспособностям. Глаза превратили трилобитов в первых активных хищников, способных выискивать и выслеживать пищу – нечто, непосильное другим животным. И, конечно же, добыча развивалась вместе с ними. Всего несколькими миллионами лет спустя глаза превратились в нечто обыденное, а животные стали более активными и наделенными защитной броней. Этот всплеск эволюционного развития получил название «кембрийский взрыв».

И все же зрение не универсально. Из 37 типов многоклеточных животных его развили только шесть. Казалось бы, что в этом выдающегося? Но только призадумайтесь: эти шесть типов зрячих животных (включая нас с вами, хордовых, членистоногих и моллюсков) стали самыми многочисленными, наиболее распространенными и успешными животными на планете.

Мозг часто считается венцом эволюции, наделяющим своего обладателя такими истинно человеческими качествами, как язык, интеллект и сознание. Но еще до этого эволюция мозга сделала нечто невообразимое: она вывела жизнь из состояния «овоща». Впервые мозг дал возможность организму реагировать на изменения окружающей среды быстрее, чем в рамках поколений.

Нервная система координирует две чрезвычайно важные функции: движение и память. Если вы – растение, и ваш источник пищи исчезает, то дело плохо. Но если у вас есть нервная система, контролирующая мышцы, то вы можете передвигаться в поисках еды, жилища и партнеров.

Простейшая нервная система представлена кольцеобразными цепочками у стрекающих (медузы, морские ежи, актинии). Эти животные могут не отличаться умственными способностями, однако они способны находить то, что им нужно, и взаимодействовать с окружающим миром в более сложной форме, нежели растения.

Следующим эволюционным шагом, который, вероятно, и произошел у плоских червей в кембрии, стало добавление своего рода регулирующей системы, которая придавала движениям смысл. Эта разновидность примитивного мозга имела дополнительные «провода», которые организовывались в сеть.

Поиск пропитания стал главной целью всех древних водных обителей. Организмы должны были отделять съедобное от ядовитого, а мозг помогал им в этом. Конечно же, при взгляде на любое животное нельзя не заметить, что мозг всегда расположен рядом со ртом. У ряда самых примитивных беспозвоночных пищевод проходит сквозь мозг.

С мозгами развиваются память и осязание, позволяющие определить, хороший этот мир или нет. Вместе они позволяют животному динамически отслеживать улучшение или ухудшение окружающей обстановки. Даже животные с простейшей мозговой организацией (насекомые, слизни, плоские черви) могут на основании собственного опыта предсказывать свой следующий шаг или выбирать наиболее подходящую пищу; в них заложена система поощрения за правильный выбор. Сложные функции человеческого мозга (социальное взаимодействие, процесс принятия решений, сопереживание и т. д.) развились из этих базовых систем, регулирующих прием пищи. Ощущения, управляющие нашим пищевым поведением, стали интуитивными решениями, которые мы называем внутренним чутьем. Есть простая причина, по которой мы целуем потенциальных партнеров, – это самый примитивный из всех известных нам способов что-либо проверить.

Если говорить о людях, то язык должен был стать высшим эволюционным достижением. Он возглавляет список того, что делает нас особенными, – от сознания, сопереживания и самокопания до символизма, духовности и нравственности.

То, как именно наши предки совершили данный рывок в развитии, так и осталось одной из самых сложных научных проблем. Сам сложный язык с синтаксисом и грамматикой, в котором смысловое значение формируется в соответствие с иерархией подчиненных предложений, зародился лишь один раз. Воспроизвести язык способен только человеческий мозг.