Ланцетники – наши современники, у которых на эволюцию было ровно столько же времени, сколько у нас. Еще одна распространенная фраза – “ответвление основной эволюционной линии”. Но ведь все современные животные суть ответвления. Нельзя сказать, что одна из линий является “основной”.
Таким образом, ланцетников и других современных животных нельзя считать предками. Точно так же не стоит называть их “низшими” (или даже “высшими”). Но – это прозвучит довольно неожиданно – те же самые эпитеты можно применять к ископаемым. Теоретически некое ископаемое могло быть непосредственным предком некоего современного животного. Но статистически это маловероятно, потому что эволюционное древо – не рождественская елка или пирамидальный тополь, а, скорее, ветвящийся куст. С высокой вероятностью конкретное ископаемое не будет нашим предком, однако при этом оно может указать нам промежуточные стадии, которые прошел наш настоящий предок. Это может касаться хотя бы одной части тела, например уха или таза. Поэтому ископаемые в этом отношении мало отличаются от современных животных. И те, и другие могут помочь представить, на что были похожи наши предки. Однако, как правило, ни те, ни другие не могут считаться нашими реальными предками. К ископаемым, как и к ныне живущим существам, лучше относиться как к родственникам, а не предкам.
Сторонники кладистики могут быть совершенными фанатиками и отрицать уникальность ископаемых с категоричностью пуританина или инквизитора. Некоторые явно перегибают палку. Вполне разумное утверждение вроде “маловероятно, что конкретное ископаемое является предком современного вида” они понимают как “никаких предков не существует”. Здесь я, конечно, не буду доходить до абсурда. В каждый момент существовал хотя бы один предок человека, который при этом являлся современником хотя бы одного предка слона, ласточки, осьминога и так далее. Однако этот предок с очень малой вероятностью будет представлен конкретным известным нам ископаемым.
Основная мысль рассказа в том, что сопредки в большинстве случаев не представлены конкретными ископаемыми. Лучшее, на что мы можем рассчитывать, – список признаков, которыми эти предки предположительно обладали. Ученые пока не обнаружили ископаемых остатков предка, объединяющего нас с шимпанзе, и это при том, что он жил менее 10 млн лет назад. Но ничто не мешает предполагать, хотя и с оговорками, что этот предок, скорее всего, был (говоря словами Дарвина) волосатым и четвероногим. Ведь мы – единственные обезьяны, которые ходят на задних конечностях и не имеют волос на теле. Таким образом, ископаемые могут помочь выдвинуть предположения относительно наших предков – косвенные, как и в случае современных животных.
Предка найти всегда сложнее, чем родственника. Если вы хотите знать, как выглядел ваш предок 100 или 500 млн лет назад, нет смысла собирать образцы пород соответствующей глубины в надежде обнаружить ископаемое с ярлыком “предок”. Мезозой или палеозой – не коробка с рождественскими подарками. Как правило, мы можем надеяться обнаружить лишь ряд ископаемых, которые укажут, как выглядела какая-либо часть тела наших предков. Одно ископаемое, возможно, расскажет о зубах, а другое, более древнее, даст отдаленное представление о руках. Однако каждое ископаемое почти наверняка не будет нашим предком. Если повезет, некоторые части его тела будут похожи на предковые – примерно так, как лопатка современного леопарда дает примерное представление о том, как выглядит лопатка пумы.
Асцидии. Животные с твердой хрящевой хордой образуют группу хордовые (у человека хорда сохраняется в виде межпозвоночных дисков). Давно считается, что асцидии и их родственники (ок. 200 видов) из всех хордовых менее всего похожи на остальных представителей группы. Эта точка зрения подкреплена молекулярными данными.
На рис.: голубая асцидия (Rhopalaea crassa).
Рандеву № 24Асцидии
Асцидии – довольно неожиданные, на первый взгляд, участники нашего паломничества. Пилигримы, с которыми мы встретились прежде, не настолько сильно отличались от остальных. Даже ланцетника вполне можно счесть недоразвитой рыбой. Другое дело асцидия. Она не плавает как рыба. И вообще не плавает. И непонятно, почему она заслуживает названия хордового животного. Типичная асцидия представляет собой прикрепленный к камню наполненный морской водой мешок с пищеварительным каналом и репродуктивными органами. В верхней части “мешка” два сифона: один непрерывно всасывает воду, второй ее выпускает. По пути вода проходит сквозь глоточную сеть, отфильтровывающую частицы пищи. Некоторые асцидии образуют колонии, но специализации особей в колониях нет. Ни одна асцидия даже отдаленно не напоминает рыбу, ланцетника или другое позвоночное.
При этом личинка асцидии похожа на… головастика. Или на личинку миноги – пескоройку из стишка Гарстанга. Как и многие личинки фильтрующих животных, ведущих прикрепленный образ жизни, личинки асцидий плавают в планктоне. Они перемещаются, как рыбы, с помощью движений выдающегося за анальное отверстие хвоста, который колеблется из стороны в сторону. У личинки есть хорда и спинная нервная трубка. Внешне личинка – но не взрослая асцидия – похожа на упрощенное хордовое животное. Когда приходит время превратиться во взрослую особь, личинка прикрепляется к камню (или другому предмету) головой. Она теряет хвост, хорду, большую часть нервной системы – и переходит к сидячему образу жизни.
Личинку асцидии иногда называют “личинкой-головастиком”. Дарвин дал асцидиям неутешительную характеристику:
Асцидии не имеют даже вида животных и состоят из простого кожистого мешка с двумя небольшими выдающимися отверстиями. Они принадлежат к моллюскоидам Гексли – низшему отделу обширного царства мягкотелых. Некоторые естествоиспытатели, впрочем, отнесли их в последнее время к червям, или Vermes. Их личинки несколько похожи на головастиков по внешнему виду и могут свободно плавать[91].
Должен заметить, что ни моллюскообразные (Molluscoidea), ни черви (Vermes) теперь не считаются настоящими таксонами, и асцидий к этим группам уже не относят. Далее Дарвин рассказывает, как он был рад обнаружить такую личинку на Фолклендских островах в 1833 году:
Г-н Ковалевский наблюдал недавно, что личинки асцидий сходны с позвоночными по способу развития, по относительному положению нервной системы и присутствию одного органа, совершенно сходного с chorda dorsalis позвоночных животных… Мы теперь имеем право думать, что в чрезвычайно отдаленный период времени существовала группа животных, сходных во многих отношениях с личинками теперешних асцидий, и что эта группа разделилась на две большие ветви, из которых одна регрессировала в развитии и образовала теперешний класс асцидий, другая же поднялась до венца и вершины животного царства, дав начало позвоночным.
Сейчас на этот счет есть две теории: предложенная Дарвином и – несколько позднее – Гарстангом (она упомянута в “Рассказе Аксолотля”). Речь там шла о неотении. Иногда животное в ювенильной стадии развития может приобрести половые органы и размножаться: оно становится половозрелым, но незрелым во всех остальных отношениях. Как мы уже говорили, этот сценарий применим к пекинесам, страусам и человеку: с точки зрения эволюции люди – молодые обезьяны, которые ускорили свое репродуктивное развитие и лишились взрослой стадии жизненного цикла.
Гарстанг предположил, что взрослая стадия нашего далекого предка была прикрепленной асцидией, у которой в качестве приспособления для расселения появилась плавающая личинка – подобно тому, как у одуванчика есть летающие семена с парашютом. По мнению Гарстанга, позвоночные происходят от личинок асцидии, которые так и не стали взрослыми – или, скорее, от личинок, приобретших репродуктивные органы, но так и не превратившихся во взрослых особей.
Гарстанг, этот второй Олдос Хаксли, мог бы изобразить человеческое долголетие так: некий Мафусаил прикрепляется головой к дивану перед телевизором и трансформируется в гигантскую асцидию. Этот сценарий хорош и тем, что отсылает к мифу о том, что личинка асцидии после перехода от активного к сидячему образу жизни “поедает собственный мозг”. Личинка асцидии в ходе метаморфоза, как гусеница в куколке, разрушает свои ткани и использует переработанный материал для построения взрослого тела. При этом разрушается и головной ганглий, нужный для активного плавания. Однако приведенная метафора породила интересный мем: я не раз читал о личинке асцидии, которая, переходя к оседлости, “поедает свой мозг, как доцент, пожизненно зачисленный в штат”.
К асцидиям относится группа современных животных, которые с репродуктивной точки зрения являются взрослыми, но строением своего тела напоминают личинок асцидии. Это аппендикулярии (Larvaceae). Гарстанг с энтузиазмом писал об этой группе, видя в ней современное прочтение предложенного им древнего эволюционного сценария. По его мнению, предки аппендикулярий вели сидячий образ жизни, подобно асцидиям, и имели свободно плавающую личиночную стадию. У них развилась способность размножаться в личиночной стадии, после чего взрослая стадия просто выпала из жизненного цикла. Эта история, будь она правдива, позволила бы нам одним глазком увидеть восхитительные вещи, которые происходили с нашими предками всего 500 млн лет назад.
Теория Гарстанга, безусловно, привлекательна и много лет пользовалась популярностью, особенно в Оксфорде – благодаря красноречию Алистера Харди, зятя Гарстанга. Но, увы, данные ДНК говорят в пользу теории Дарвина. Если бы аппендикулярии возникли в ходе недавнего воспроизведения древнего сценария Гарстанга, они демонстрировали бы близкое родство с какой-либо одной группой современных асцидий. Однако это не так. Самый древний раскол в группе – между аппендикуляриями и всеми остальными членами группы. Это не доказывает, что Гарстанг был неправ. Однако, как заметил Питер Холланд, который сменил на должности Харди, это ослабляет его аргументацию – причем так, как не могли предвидеть ни Гарстанг, ни Харди.