Удивительная эволюция. Биологическая история Земли в невероятных превращениях и мутациях организмов

Не будь астероида и массовой гибели животных, не было бы эволюционного расцвета млекопитающих, не было бы ни тебя, ни меня. И потому меня так увлекли эти первые несколько секунд ролика. Компания «Пиксар» сняла мультфильм, посвященный исключительно динозаврам и тому, насколько иным был бы мир, если бы астероид прошел стороной. Мне было достаточно сорока пяти секунд просмотра фильма, чтобы понять, что его ждет успех.

Ролик продолжился кадрами того, как тираннозавр гонится за стадом травоядных животных, заставляя их в панике спасаться бегством – беспорядочное хаотическое передвижение огромных травоядных, длинношеих бронтозавров[3 - Какие-нибудь перфекционисты, увлеченные темой динозавров, могут заметить, что термин «бронтозавр» уже давно не используется. Вместо него по каким-то замысловатым научным причинам применяется термин «апатозавр». Этим брюзжащим всезнайкам я отвечу так: «Ха-ха! Благодаря новым научным открытиям термин «бронтозавр» был восстановлен в 2015 году».]

и трехрогих трицератопсов. Типичный день мезозойской эры. Но потом я посмотрел повнимательнее: часть этих зверей больше напоминала волосатых, крупнорогих бизонов, чем рогатых динозавров. А уже в следующей сцене мы видим бронтозавра, прыгающего вокруг с чем-то на голове – человеческий ребенок!

Если астероид прошел близко от Земли, то что тогда там делают млекопитающие? В конце концов, это пиксаровский мультик, так что здесь возможны некоторые вольности (например, динозавры, говорящие по-английски). Но есть ли какие-то научные факты, подтверждающие возможность совмещения бронтозавра, бизона и ребенка?

Если динозавры не были стерты с лица земли, могли ли тогда млекопитающие начать так многообразно развиваться, что впоследствии появились бизоны и – что важнее – мы? Динозавры на протяжении миллионов лет держали млекопитающих под контролем, выделив им скромное место – крошечный участок где-то в мелколесье. И возможно ли, что каким-то образом после столь долгого времени млекопитающие смогли эволюционировать и процветать, даже несмотря на то, что господство могущественных рептилий продолжалось?

Существует одна подобная вероятность, по крайней мере, по версии британского палеонтолога Саймона Конвея Морриса. Динозавры, будучи пресмыкающимися, предпочитают жаркий климат. Их низкий уровень метаболизма не обеспечивает достаточного количества внутреннего тепла, и они получали его из окружающей среды, согреваясь при необходимости за счет нахождения на солнце. Род динозавров смог просуществовать за счет долгого периода глобального потепления, времени, когда большая часть мира была тропиками – прекрасное время для рептилий.

Но Конвей Моррис отмечает, что климат в конечном итоге начал меняться примерно тридцать четыре миллиона лет назад. В мире стало прохладнее. И, в конце концов, наступило время ледниковых периодов, и на большей части планеты установился холодный климат. Вот причина, почему вы не найдете сегодня рептилий на крайнем севере и юге – для них там слишком холодно. Конвей Моррис выдвигает предположение, что даже если бы динозавры дожили до наших дней, глобальное похолодание дало бы начало развитию млекопитающих, запустив процесс их эволюционного распространения. Динозаврам пришлось бы отступить к тропическому экватору, освободив высокие и умеренные широты и дав, наконец, млекопитающим их эволюционный шанс.

Давайте согласимся с Конвеем Моррисом и предположим, что его сценарий верен. Млекопитающие начинают размножаться, занимая те экологические ниши, которые ранее принадлежали динозаврам. Они становятся крупнее и многообразнее. Возможно, этот запущенный ледниковым периодом процесс эволюционного многообразия привел бы к эре млекопитающих, не менее роскошной и многоплановой, чем та, которую породил астероид.

Но была бы это та же эра млекопитающих? Появились бы тогда слоны, носороги, тигры и трубкозубы?

Или же этот альтернативный мир породил бы совершенно другой набор животных – виды, совсем незнакомые нам, которые поделили бы ресурсы мира и заполнили его экологические ниши, но иным способом, чем делают это сегодня окружающие нас живые существа? Или, если поставить вопрос поконкретнее, эволюционировали бы мы? Смогли бы тогда появиться люди, рожающие малышей, что сидят верхом на пиксаровских бронтозаврах?

Конвей Моррис отвечает утвердительным «да». Для него и других ученых из его лагеря эволюция обусловлена, предсказуема и следует одним и тем же курсом раз за разом. Причина, по их мнению, в том, что существует очень много способов выжить в этом мире. И для каждой проблемы, возникающей в рамках той или иной окружающей среды, существует единственное оптимальное решение. Это подталкивает процесс естественного отбора к тому, чтобы выдавать одни и те же эволюционные результаты снова и снова.

В качестве доказательства они указывают на конвергентную эволюцию – феномен, когда у определенных видов независимо друг от друга развиваются похожие свойства.

Если есть ограниченное количество возможностей адаптироваться к конкретным условиям обитания, тогда можно ожидать того, что виды, живущие в схожих условиях, разовьют одинаковые адаптационные свойства. И именно это и происходит. Есть объяснение тому, почему дельфины и акулы выглядят так похоже: у них развилась одинаковая форма туловища, чтобы они могли быстро передвигаться в воде в погоне за добычей.

Глаза осьминогов и людей почти неотличимы, потому что у предков и тех и других развились очень похожие органы, чтобы замечать свет и фокусироваться на нем. Список эволюционных конвергенций можно продолжать до бесконечности, как мы увидим вскоре.

Конвей Моррис и его коллеги считают данное явление распространенным и неизбежным, что позволяет нам предсказать, как мог идти процесс эволюции. Конвей Моррис делает вывод, что «появление активных, проворных, живущих на деревьях обезьяноподобных млекопитающих

и, в конечном итоге, представителей семейства гоминидов было отложено, но не отменено… и если бы не упавший в конце мелового периода астероид… появление гоминидов было бы отложено приблизительно на тридцать миллионов лет. Другими словами, компания «Пиксар» имела все основания поместить человеческих детенышей и бронтозавров в один фильм.

Но давайте рассуждать дальше. Даже если млекопитающие всегда оставались в тени, мог ли такой вид, как наш, эволюционировать из другой ветви? Если конвергенция настолько неизбежна, а движение к конкретным решениям неумолимо, тогда нет причины полагать, что появление млекопитающих было необходимой предпосылкой. Обладающие крупным мозгом, двуногие, высокосоциальные виды с бинокулярным зрением и передними конечностями, способными производить манипуляции с предметами, могли эволюционировать от какого-то другого предка. Но если мы произошли не от млекопитающих, то тогда от кого?

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно всего лишь переключиться с «Хорошего динозавра» на плохого. А конкретно на велоцираптора, злодея из фильма «Парк Юрского периода» (и неожиданно вернувшегося спустя двадцать лет героя в фильме «Мир Юрского периода»). Поговорим об умных существах! Эти хитрые рептилии действовали сообща, обманув опытного охотника сафари, и даже сумели открыть двери своими трехпалыми лапами. У них было хорошее зрение, и они ходили на двух ногах. Это вам никого не напоминает?

За несколькими исключениями портрет велоцираптора, по версии создателей фильма «Парк Юрского периода», был в целом точен[4 - На самом деле прототипом этого существа был близкий родственник динозавра дейноних. Одно главное различие между реальным и придуманным существом заключалось в том, что велоцираптор был, вероятно, высотой менее трех футов. Однако вскоре после выхода фильма «Парк Юрского периода» появились публикации, в которых палеонтологи описывали более крупного двоюродного брата велоцираптора под названием ютараптор, который был примерно одного размера с раптором из фильма.]. Мы, конечно, не знаем, насколько умны они были. Но они действительно обладали крупным мозгом. Некоторые палеонтологи высказывали предположение, что эти животные могли быть социальными, живя группами и координируя свою охоту подобно львам или волкам. Если вы ищете отправную точку эволюции животного семейства гоминидов, то велоцираптор в данном случае для этого вполне подойдет.

Именно с этого начал свои исследования канадский палеонтолог Дейл Расселл

в начале 1980-х годов. Он изучал близкого родственника велоцираптора еще одного маленького хищного динозавра по имени троодон, тоже жившего в конце мелового периода.

У троодона был самый крупный мозг относительно веса тела в отличие от всех остальных динозавров – мозг, сравнимый по размеру с мозгом броненосца или цесаркой. Другими словами, эти рептилии не были гениями, но и назвать их глупыми тоже нельзя. Расселл отмечал, что на протяжении нескольких сотен миллионов лет у животных неуклонно и стабильно увеличивался размер мозга. Тот факт, что самый крупный мозг среди динозавров появился у вида, обитавшего в конце периода их владычества, наводит на мысль о том, что динозавры тоже следовали этой эволюционной тенденции с течением времени. А что бы произошло, задается вопросом Расселл, если бы астероид не уничтожил их? Как бы эволюционировали потомки троодонов, если бы в результате естественного отбора у них развился еще более крупный мозг?

Динозавроид

Путем выстраивания логической цепочки Расселл пришел к выводу, что современный потомок троодона мог выглядеть следующим образом. Более крупный мозг требует более крупного черепа. Более крупный череп, как правило, ассоциируется с укороченной областью лица. Вес более тяжелой головы легче сбалансировать, если поместить ее сверху туловища. А это, в свою очередь, влечет за собой предпочтительное положение тела при хождении – вертикальное.

А значит, хвост в качестве противовеса уже не нужен, так как передняя половина больше не наклонена вперед. Еще несколько выводов относительно улучшенного строения колена и лодыжки для удобства прямохождения, и, вуаля, перед нами то, что было довольно грубо названо «динозавроидом» – зеленое чешуйчатое существо, жутко похожее на человека от ягодиц до ногтей на пальцах.

Обратите внимание, что Расселл не ставил перед собой цели понять, как динозавр мог эволюционировать в гуманоида.

Скорее его интересовал вопрос о том, какие другие анатомические изменения могли возникнуть в процессе укрупнения мозга. Конечный результат данного проекта привел к возникновению образа существа, поразительно похожего на нас, – рептилии-гуманоида.

Эволюционная проекция Расселла, пусть и опередившая свое развитие, согласуется с идеями Конвея Морриса, что эволюция гоминидов и подобных им существ неизбежна. Причем настолько согласуется, что Конвей Моррис даже появился в документальном фильме Би-би-си

, попивающим кофе в кафе рядом с динозавроидом, читающим газету.

Итак, у компании «Пиксар» было два варианта развития сюжета. Если бы астероид и вправду не угодил в Землю, тогда, согласно версии Конвея Морриса и других, люди или существа, похожие на нас, так или иначе все равно бы эволюционировали. Единственный вопрос заключался в том, были бы они волосатые – результат отложенного эволюционного расхождения млекопитающих – или чешуйчатые – итог естественного отбора с целью увеличения размера мозга динозавра.

ЗАБАВНО БЫЛО БЫ ПОРАЗМЫШЛЯТЬ В ПРОТИВОВЕС ИЗВЕСТНЫМ ФАКТАМ: что случилось бы, если бы история пошла иначе. Но вопросы о неизбежности эволюции гуманоидов выходят за пределы нашей темы, затрагивая историю планеты в целом.

Теперь нам известно, что существует множество других планет во Вселенной, на которых могла зародиться жизнь. На этих «обитаемых экзопланетах» не слишком жарко и не слишком холодно, а на поверхности есть вода в жидком виде. В недавнем исследовании указывается, что в одной только галактике Млечный путь могут существовать миллиарды подобных планет. Самая ближайшая к нам может находиться всего в четырех световых годах от нас

.

Предположим, жизнь зародилась на одной из таких планет. Как бы она выглядела? И насколько похожи были бы жизненные формы на те, что существуют на Земле? А как насчет наличия мыслящих существ, вроде нас, или даже еще умнее? Насколько сильно они были бы похожи на людей?

Во многом похожи, если верить тому, что мы видим в фильмах. И некоторые прославленные ученые соглашаются с этим.

«Если бы нам удалось пообщаться

с мыслящими существами из космоса», – писал ныне покойный биолог Роберт Вьери, – «то это не были бы сферы, пирамиды, кубы или блины. По всей вероятности, они выглядели бы жутко похожими на нас». Дэвид Гринспун

, старейшина в области недавно возникшего междисциплинарного научного направления – астробиологии[5 - Да, это реальная научная дисциплина, которая изучает жизнь во Вселенной, а также ее происхождение здесь, на Земле.] рассуждает так: «Когда они [пришельцы] в конечном итоге приземлятся на лужайке у Белого дома, то каким бы способом эти существа ни сошли с трапа – на двух ногах или ползком – их поведение, возможно, покажется нам странно знакомым». Не удивительно, что Конвей Моррис соглашается

с ним, высказывая предположение, что «давление эволюции и повсеместность конвергенции делают вероятность появления существ, похожих на нас, почти неизбежной». Но прежде чем исследовать научную основу предсказаний этих ученых относительно внеземных цивилизаций, давайте вернемся к планете Земля.

* * *

В ЧАСТНОСТИ, на юго-восток Африки. В лесах Замбии темнота наступает быстро. Я герпетолог, изучаю ящериц, так что выслеживать по ночам львов не входило в мои обязанности. Я приехал в Замбию, чтобы немного отдохнуть и восстановиться, прежде чем заняться полевыми работами в Южной Африке. Поразительно, но львы обычно привыкают к присутствию транспортных средств и могут позволить вам следовать за ними по пятам, пока они рыскают в округе. Вот этим мы и занимались.

Справа кто-то шевелится: это приближается какой-то не слишком крупный зверь, не подозревающий о том, что он оказался на пути следования прайда львов. Когда животное подходит, шурша, поближе, становится понятно, что это гребенчатый дикобраз, шестидесятифунтовый грызун, покрытый с головы до хвоста острыми иглами, некоторые из них длиной до полутора футов[6 - 1 фут – 0,3048 м.]. Иголки его, конечно же, для защиты, для ситуаций таких, как эта. Но не всегда они ему помогают. У львов есть для этого своя тактика: подсунуть лапу под дикобраза, чтобы перевернуть его незащищенным животом кверху. Дальше вы легко можете представить его действия.

В сериале «Сейнфелд» есть серия, в которой Джерри смотрит документальный фильм об антилопах. Львы нападают на животных, Джерри орет: «Беги, антилопа, беги! Ты же можешь бежать быстро, спасайся!» А следующим вечером он смотрит другой фильм, на этот раз посвященный львам. И львы гонятся за антилопой, а он кричит: «Догони антилопу и съешь ее. Укуси ее за голову! Обмани ее, не дай разогнаться!» И хоть этим вечером мы идем за львами, я на стороне дикобраза. Оставьте его в покое и найдите себе жертву своего размера!

Но львы, конечно, не послушают меня. Одна из львиц подходит к дикобразу. Он поворачивается к ней спиной и поднимает иголки. Нечто похожее на то, как у кошек выгибаются спины и шерсть встает дыбом. А потом он начинает трясти иголками на хвосте, которые стучат друг о друга «клэк-клэк».

Поразительно, но это работает. Мгновение спустя львица разворачивается и возвращается к прайду, а дикобраз исчезает в ночи.

В конце вечера я еще раз прокручиваю в голове все события дня, размышляя о своих предыдущих встречах с дикобразом. Помимо Африки и Азии дикобразы также встречаются на большей территории Нового Света. Я лишь однажды видел североамериканского дикобраза в природе, причем на дереве, на высоте тридцати футов, когда поднимался на горную вершину на горнолыжном подъемнике. Но в джунглях Коста-Рики я видел дикобразов с хвостами, приспособленными для зацепления, несколько раз, и опять в основном на деревьях.

Два дикобраза: североамериканский дикобраз (слева) и африканский гребенчатый дикобраз (справа).

Несомненно, существуют различия между отдельными их видами. Самое очевидное это размер животного: гребенчатый дикобраз в два раза крупнее своего североамериканского сородича и в тридцать раз больше миниатюрного ротшильдского дикобраза из Панамы. Иглы, соответственно, варьируются по длине – четырнадцать дюймов у гребенчатого, четыре дюйма у североамериканского и еще короче у ротшильдского[7 - Здесь имеются в виду жесткие прочные иголки, которые наносят наибольший урон противнику. Более тонкие и гибкие иголки зачастую значительно длиннее.]. У некоторых видов красные носы, у других – коричневые. У дикобразов с хвостами, приспособленными для цепляния, нет иголок на хвосте.

И все же различий гораздо меньше, чем сходства: и это не только наличие иголок, но также одинаковое приземистое туловище с короткими лапами, маленькие глазки и колючий причесон. Учитывая все эти схожести, я никогда не подвергал сомнению то мое предположение, что дикобразы – это одно счастливое родственное семейство. И все они произошли от одного колючего предка.

И теперь представьте мое удивление, когда я узнал, что ошибался. Несмотря на одинаковую их колючесть, дикобразы Нового и Старого Света имеют разную эволюционную историю. И своим симпатичным игольчатым видом они обязаны, как ни странно, не одному общему предку. Два рода животных эволюционировали независимо друг от друга и приобрели в ходе этого процесса иголки, хотя их предками были виды грызунов, не имевшие иголок. Они – результат конвергентной эволюции.