Трилобиты. Свидетели эволюции - Ричард Форти

В XIX в. почти в каждом крупном городе создавались музеи. Частично вследствие убежденности в их воспитательном, образовательном и этическом значении. А часто как проявление гражданской гордости. И если в средние века богатые торговцы шерстью закладывали церкви, то в индустриальный век их последователи основывали музеи. В Британии музеи повсюду: по местам Гарди — в Дорсете и Лайм-Реджисе, по местам Вордсворта — в Озерном крае и Кесвике; в больших индустриальных городах их, конечно, больше — в Манчестере, Ливерпуле, Бирмингеме, Лидсе. В США в каждом крупном городе на Восточном побережье обязательно есть музей; некоторые из них связаны с именами знаменитых филантропов, таких как Пибоди (Йель) или Карнеги (Питтсбург). Можно найти такие музеи и в Австралии, и в Центральной Европе. И во многих вместе с коллекцией предметов искусства, подобранных по вкусу основателя музея, хранятся коллекции по естественной истории, где также имеются и важные типовые экземпляры. И так как не каждый музей, особенно небольшой, знает, что имеется в его коллекциях, то для исследователя выслеживание конкретного образца иногда превращается в целую эпопею. Мой приятель Адриан Раштон обнаружил в музее в Кесвике несколько образцов, описанных Дж. Постлвэйтом в книге «Шахты и минералы Озерного края» (Mines and Minerals of the Lake District, 1880), выпущенной очень ограниченным тиражом. «Пустая информация», — можно подумать, пока не сообразишь, что трилобиты чрезвычайно редки в Озерном крае и что большинство из них нашел и описал именно мистер Постлвэйт; а если к этому присовокупить, что геологическая история Озерного края реконструируется на основе видов трилобитов…

Создание крупных музеев стало одной из отличительных черт цивилизованности. В периоды культурного упадка сокровищницы знаний опустошаются, вспомнить хотя бы забвение великих достижений ученых греков в Раннем Средневековье. Их спасло только то, что халиф аль-Мамун приказал соорудить в Багдаде музей и библиотеку — так называемый Бэйт аль-Хикма, или Дом мудрости. Дом мудрости был достроен в 883 г. И это не просто скучный склад, это живая связь между классической цивилизацией и Возрождением. Я вижу в сегодняшних музеях естественной истории залог будущих деяний человечества, и не только для самих себя, но и для всех существ, которые вместе с человеком живут на планете. Даже самый загадочный экспонат может оказаться бесценным. Например, коллекция пород собак, сделанная лордом Ротшильдом, теперь хранится в музее в Тринге под Лондоном и напоминает о выставках гончих в XIX в. Возможно, все это преходяще, излишне? Но что если будущей исследователь решит изучить историю домашних животных и понадобятся образцы ДНК старых тканей или другая молекулярная информация? А так можно взять ДНК любого экспоната… потому большие музеи не должны исчезнуть.

Мечехвост Limulus считается на сегодняшний день самым близким ныне живущим родственником трилобитов. (Фото любезно передана Ричардом Коларом, Oxford Scientific Films.)

Трилобиты, как и все остальные животные, эволюционировали. Я не имею в виду, что они изменялись со временем: это само собой разумеется. Трилобиты из нижнего кембрия, скажем Olenellus, разнятся с позднекембрийскими, а те, в свою очередь, совсем не похожи на трилобитов из ордовика, ордовикская братия опять же отличается от той, что находится выше по разрезу — силурийской или девонской. Даже не очень опытный поклонник трилобитов с одного взгляда определит возраст ископаемого, хотя может и не знать, что это в точности за вид. Он будет ориентироваться на некий «экспертный» опыт, на общее впечатление, которое редко обманывает. Очевидно, что трилобиты сменяли друг друга с течением «геологического» времени. Каждый новый вид трилобитов, который мы находим в геологическом обнажении, указывает нам на эволюционное событие, хотя в самой каменной породе данного обнажения никаких указаний на это событие мы не найдем. Эволюцию «в действии» удается проследить довольно редко. Этот прозаичный факт ученые креационистского толка вывернули наизнанку, представив дело так, будто ископаемые не подтверждают эволюцию, но это совсем не одно и то же. В действительности, порядок появления трилобитов согласуется с эволюцией: как мы это видели на примере примечательного, эволюционно продвинутого шизохроального глаза трилобитов: у кембрийских трилобитов признаки более примитивные, чем у ордовикских и других более молодых по геологическому возрасту. На деле довольно трудно уловить самый момент появления нового вида. Когда происходит кража, мы редко застаем вора стоящим посреди обворованной квартиры с тюком награбленного в руках: обычно мы приходим домой и натыкаемся на оставленный вором разгром. То же и с формированием вида — после своего быстрого образования вид довольно долгое время устойчив, так что мы, скорее, столкнемся с этим периодом его истории: здесь сработает обычная статистическая вероятность, которой безразлично, дарвинисты мы или нет. Продолжим метафору из криминального мира: поскольку улики не показывают картину во всей полноте, осудить преступника вряд ли получится.

Поэтому вдвойне ценны те примеры, когда удается наблюдать ход эволюции. Наш с вами род Homo и несколько его видов, родственных современным людям, не самый удачный пример в этом смысле: слишком мало ископаемого материала[39] и слишком много споров. Это нисколько не означает, что мы не ищем новый материал о гоминидах, каждый год появляются сообщения о новых находках, просто история человека не лучший пример для изучения процессов видообразования. Все же находки древнейших людей слишком редки. Напротив, вокруг трилобитов разворачивались самые оживленные споры по поводу эволюционных процессов. Так как трилобиты относительно сложны и многочисленны, они служат превосходным «экспериментальным» материалом, на основе которого можно рассмотреть, как создаются виды. Еще одно членистоногое — фруктовая мушка Drosophih — много лет используется в лабораториях для наблюдений за «генетикой в действии». Классические работы по наследственности выполнены на этой крошечной мушке. Когда потребовалось выяснить роль отдельных генов, в том числе из группы HOX-генов, отвечающих за порядок развития, именно из Drosophila выращивали безнадежных, но бесценных в смысле информации монстров с лишней парой крыльев или с ногами вместо антенн. Но мухи слишком нежны и способны сохраняться в ископаемом виде исключительно в янтаре. Может быть, прочным трилобитам суждено сыграть роль геологической фруктовой мушки.

Хорошо бы нам для наших эволюционных задач отыскать последовательность видов, которые располагались бы один за другим в сходных породах и которые мы могли бы достаточно уверенно выводить один из другого. Нужна еще возможность отобрать побольше образцов из всех слоев — и из более древних, и из более молодых, — чтобы проследить и оценить изменение формы животных во времени, т.е. по мере отложения осадочных слоев. Не в последнюю очередь это требуется, чтобы убедить скептиков, которые вообще сомневаются в реальности эволюции. Причем подойдет лишь такая последовательность осадочных слоев, в которой не будет перерывов в накоплении осадка, так как самый момент превращения одного вида в другой может прийтись именно на такой перерыв. Большинство последовательностей, с которыми мы имеем дело, имеют перерывы, они неполны. Неудивительно, что все выставленные условия выполняются чрезвычайно редко: то одного не хватает, то другого. Наиболее пригодными для исследований оказываются сравнительно молодые по геологическому возрасту породы, которые отлагались на дне глубоководных зон: непрерывный планктонный «дождь», морось из оседающих на дно крошечных ракушек отсчитывали мгновения геологического времени. Значительную долю этих мельчайших ископаемых составляют одноклеточные организмы с известковыми раковинками, они называются фораминиферы; не в последнюю очередь из-за своего обилия фораминиферы составляли наилучшие примеры эволюционных историй. В одном образце породы может быть сотни раковинок. С другой стороны, малый размер означает довольно простое строение — несколько округлых камерок диаметром с миллиметр. К тому же, возможно, в эволюции планктона есть свои особенности, отличные от придонных соседей. Так что трилобиты могут оказаться более подходящей моделью для изучения эволюции морской жизни. И тут сразу же встает проблема: для убедительного исследования нужно собрать достаточно много образцов. Это означает многие часы полевых работ с молотком в руках, даже если ископаемые более или менее обильны. Трилобиты — это вам не фруктовые мушки, их нельзя выводить поколение за поколением, чтобы узнать, что и как изменяется у потомков. Чтобы добыть приличный образец, приходится работать долго и тяжело. Несколько ученых обладали необходимым упорством, выносливостью и терпением. Как мы увидим ниже, трилобитовые примеры привели их к противоположным выводам о происхождении новых видов.