Невероятная случайность бытия. Эволюция и рождение человека - Элис Робертс

Однако если у людей столько слабоактивных обонятельных генов и еще больше таких же, но совершенно неактивных генов, то интересно было бы узнать, когда начался этот процесс вполне осознанного уничтожения отточенного в ходе эволюции органа чувств? В процессе исследования этого вопроса выясняется, что не только у людей произошла деградация обонятельных генов. Сравнивая геномы разных биологических видов, одна группа генетиков решила, что нашла тот момент, когда начался упадок обоняния. Дело выглядело так, будто человекообразные обезьяны, включая человека, вместе с другими узконосыми обезьянами Старого Света, такими как лангуры, павианы и колобусы, обладают гораздо более скудным набором обонятельных генов в сравнении с приматами Нового Света. Эти две группы приматов, помимо всего прочего, по-разному смотрят на мир. У лемуров и лори, как и у большинства приматов Нового Света, в сетчатке есть всего два типа цветовых рецепторов; у мартышковых и человекообразных обезьян Старого Света таких типов три, что обеспечивает им трихроматическое цветовое зрение. Другими словами, у приматов, у которых развилось то, что мы называем «цветовым зрением», сильно притупилось обоняние.

Это очень занимательная история, но при ближайшем рассмотрении выяснилось, что более тщательный анализ геномов ее не подтверждает. Наоборот, утрата обонятельных генов – это общая для всех приматов тенденция. У большинства приматов число обонятельных генов колеблется от 300 до 400. На самом деле, несмотря на то что мы считаем самих себя более других обделенными обонятельными способностями, оказывается, что люди вырвались вперед в сравнении с другими приматами. У нас больше активных обонятельных генов, чем у шимпанзе, орангутанов, игрунок, макак и галаго.

Несмотря на то что гипотеза о том, что обоняние приматов пострадало за счет эволюции цветового зрения, не подтвердилась, все же следует учитывать тот факт, что у всех представителей отряда приматов обонятельных генов меньше, чем у других млекопитающих. Помимо сокращения генетической основы обоняния, у большинства приматов (если не считать мокроносых приматов, таких как лемуры, руконожки, лори) очень короткие, в сравнении с другими млекопитающими, носы и маленькие обонятельные луковицы. Для подавляющего большинства млекопитающих самые важные чувства – это обоняние и слух, но для приматов – это зрение и осязание. Таким образом, обоняние в своем развитии вошло в противоречие со зрением. Для того, чтобы понять происхождение нашего зрения, нам придется познакомиться с очень далекими нашими предками и углубиться в поистине седую древность.

Глаза, подобные нашим, существуют уже 500 миллионов лет – ведь такие глаза у позвоночных были с самого начала. Первые позвоночные, похожие на современную миногу, были, возможно, лишены челюстей, зато обладали глазами. На самом деле у миног очень сложные глаза, похожие на глаза всех других позвоночных животных. Глаза миноги напоминают оптическую систему фотоаппарата с диафрагмой (радужной оболочкой) и внутренней линзой (хрусталиком). Более того, каждый глаз снабжен шестью глазодвигательными мышцами – точно так же, как у нас. Такое впечатление, что глаза позвоночных просто возникли как бы ниоткуда, сразу в окончательно оформленном виде. Это, казалось бы, бросает вызов теории эволюции, согласно которой все изменения в природе происходят постепенно, в течение длительного времени, поэтому нет ничего удивительного в том, что за строение глаза позвоночных сразу ухватились креационисты. Даже Дарвин как будто бы признавал, что очень трудно объяснить, откуда могли взяться такие глаза. В «Происхождении видов» он писал:

Креационисты обожают приводить эту цитату из «Происхождения видов», причем всегда останавливаются на этом месте. Однако надо понимать, что эта фраза – не более чем приманка, риторический прием, используемый ученым. Далее Дарвин пишет о том, что когда-то считалось полным абсурдом предполагать, будто Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот, и продолжает свою мысль:

Я с великой радостью совершила бы путешествие во времени, в эпоху Чарльза Дарвина, и поведала бы ему обо всех научных открытиях, расширивших наше понимание эволюции в XX и XXI веке. Я бы рассказала ему обо всех чудесных ископаемых остатках, по которым можно судить, как у амфибий развивались конечности, как у динозавров отросли перья и как происходила эволюция человека. Я бы рассказала ему о ДНК и геномах. Но с особым удовольствием я бы рассказала ему о недавнем открытии генетических связей между «простым и несовершенным глазом» и «глазом сложным и совершенным».

Наш старый приятель скромный ланцетник, «живое ископаемое», обладает органом, который долгое время называли «лобным глазом» (или «фронтальным глазом»), хотя ученые и не были уверены в том, что ланцетник мог с его помощью что-то видеть. «Лобный глаз» содержит клетки, которые вполне могут быть светочувствительными, так как расположены вблизи темных пигментированных клеток, так же как наша сетчатка содержит слой светочувствительных клеток (фоторецепторов) поверх пигментного эпителия. Но является ли эта структура ланцетника светочувствительной? Потенциально чувствительные клетки в «лобном глазу» ланцетника очень примитивны, в отличие от сложных палочек и колбочек наших человеческих глаз. Сравнительная анатомия, даже на клеточном уровне, не может дать ответ на этот вопрос.

К решению проблемы привлекли генетику. Группа чешских и немецких генетиков и специалистов по биологии развития поставили перед собой задачу разгадать эту загадку и исследовали гены, экспрессия которых формирует «лобный глаз» ланцетника. Гены, экспрессия (считывание информации) которых формирует пигментные клетки ланцетника, как оказалось, очень похожи на гены, формирующие пигментные клетки сетчатки позвоночных животных – «молекулярные отпечатки пальцев» этих клеток оказались одинаковыми. Светочувствительные клетки ланцетника также являются продуктами экспрессии генов, схожих с генами, на которых экспрессируются светочувствительные клетки глаз позвоночных. Очень важно отметить, что среди этих генов есть те, которые кодируют белки, которые, как известно, участвуют в преобразовании падающего света в электрические сигналы в палочках и колбочках. Ученым удалось также идентифицировать длинные нервные волокна, идущие от этих сенсорных клеток в мозг ланцетника. Наконец, было найдено доказательство того, что у этого примитивного, родственного позвоночным животного есть простейший глаз, что пролило свет на то, из какой исходной структуры мог развиться наш сложный глаз.