[102]. Несмотря на то что со временем теория Ламарка была дискредитирована, Дарвин, судя по всему, прибегал к ней в своих поздних работах, тем не менее люди начали задаваться вопросом: «Если Ламарк был прав, то почему у обрезанных отцов сыновья рождаются с крайней плотью?»[103]
На самом деле, большинство вещей, которые вы делаете или испытываете, не имеют никакого влияния на генетическое наследие ваших детей. И не важно, говорим ли мы о более длинной шее или ногах у протолошадей, или о более острых зубах у протовампиров – наследоваться могут только изменения произошедшие на генетическом уровне[104].
Именно такие генетические изменения позволили чиггерам эволюционировать в клещей. Хотя в данном случае питание кровью и не было новой биологической характеристикой (как в случае с древними летучими мышами – вампирами), а вот время её появления, вероятно, было важным фактором. Гетерохронность – это процесс разновременного проявление признаков. Гетерохронность может объяснить происхождение первого клеща, который сохранил привычки питания личиночной стадии во взрослой жизни. Как же это могло произойти? В природе существует множество различных примеров данного процесса, однако самым известным считается неотения – задержка онтогенеза, сопровождающаяся приобретением способности к половому размножению на стадии, предшествующей взрослому состоянию. В качестве классического примера можно привести – Американскую Протею (род неотенических хвостатых амфибий Necturus), которые сохраняют свои жабры и во взрослой стадии развития. Хотя большинство амфибий (таких как саламандры, лягушки и жабы) ко взрослой стадии развития избавляются от этих органов дыхания и становятся земноводными.
Однако возникает вопрос, почему, достигая половой зрелости, этот вид саламандр сохраняет жабры? И почему это считается адаптацией? Наиболее правдивой гипотезой будет предположение, что взрослые особи сохранили жабры ввиду изменений, связанных с окружающей средой (появление новых хищников или засуха), и для них было безопаснее дольше оставаться в прудах, где они плавали головастиками.
Аналогично, если говорить об эволюции клещей, причиной сохранения «личиночных» привычек питания могло послужить увеличение количества видов позвоночных и их разнообразия. В общем и целом появление большего количества позвоночных означало большее количество источников пищи. Большая часть учёных склонна полагать, что современные клещи появились в начале Мелового периода (около ста миллионов лет назад), как раз в период огромного разнообразия позвоночных.
У клещей во взрослом возрасте сохраняются личиночные (или ювенильные) характеристики, что является ещё одним примером того, как могут развиваться новые виды. Предложенная Гулдом в 1977 году классификация типов онтогенетических[105] изменений и их филогенетических результатов разъясняет, что при педоморфозе взрослые потомки сходны с ювенильными стадиями предковой формы. Такой результат наблюдается в тех случаях, когда в процессе развития половое созревание происходит быстрее, чем соматический рост. К этому общему результату могут привести два различных процесса, и, соответственно, следует различать педоморфоз двух типов, а именно прогенез и неотению. Абсолютное ускорение созревания, не сопровождающееся сравнимым ускорением соматического роста, приводит к прогенезу. Замедление соматического роста без сравнимого замедления созревания обусловливает неотению в строгом смысле.
Как полагает Гулд, прогенез, вызывающий размножение на ранних стадиях развития, представляет собой стратегию, успешную в средах, для которых характерен r-отбор, т. е. во вновь заселяемых местах обитания. В отличие от этого неотения, требующая длительного периода роста, легче возникает в стабильных биотических сообществах, для которых характерен k-отбор.
Мы уже видели гипотетические результаты таких мутаций (лошади и летучие мыши – вампиры), но давайте посмотрим на второй из этих примеров чуть ближе. Допустим, у протовампировой летучей мыши была генетическая мутация, которая привела к изменению структуры зуба. Если бы эта мутация вызвала появление более острых зубов (давая протовампиру больше шансов кусать животных без обнаружения и, следовательно, увеличивать свои шансы на выживание и размножение), то новая характеристика считалась бы адаптацией. Последующие поколения у протовампиров с мутацией появлялись бы чаще, так как у протовампиров без этой черты было бы меньше шансов выжить и размножиться в их местной среде. Со временем популяции вампиров накапливали бы всё новые и новые характеристики (такие как антикоагулянты и усиленные экскреторные системы), адаптации, спровоцированные существующими условиями окружающей среды. В конце концов эти летучие мыши стали бы отличаться от своих предков, чтобы считаться новым видом – в данном случае современными летучими мышами – вампирами.
С другой стороны, эта же мутация, влияющая на остроту зубов, могла бы с той же лёгкостью стать причиной появления более тупых зубов, что уменьшило бы шансы вида дожить до репродуктивного возраста и передать особенность следующему поколению.
Следует отметить, что мутации могут влиять на последовательность развития событий и обеспечивать почву для эволюционных изменений. Учитывая это, нетрудно представить, что эволюция своего рода колыбель, которая позволяет найти решения в сложившихся обстоятельствах. Например, окружающая среда изменилась, и летучим мышам – вампирам пришлось отрастить острые клыки для безболезненных незаметных нападений.
Жан Батист Ламарк (1744–1829) стал первым биологом, который попытался создать стройную и целостную теорию эволюции живого мира, известную в наше время как одна из исторических эволюционных концепций, называемая «ламаркизм». На самом деле он, возможно, был первым учёным, предположившим, что виды постепенно менялись со временем и что они делали это под влиянием естественных процессов (а не сверхъестественных). Он также стал первым натуралистом, кто отделил ракообразных, паукообразных и кольчатых червей от насекомых, а также придумал термин «беспозвоночные». В целом довольно большой набор достижений, большинство из которых не упоминаются и, к сожалению, не ценятся.
В качестве примера эволюции в действии Ламарк приводил жирафа. Известно, что это самое высокое из млекопитающих животных обитает во внутренних областях Африки и водится в местах, где почва почти всегда сухая и лишённая растительности. Это заставляет жирафа объедать листву деревьев и делать постоянные усилия, чтобы дотянуться до неё. Вследствие этой привычки, существующей с давних пор у всех особей данной породы, передние ноги жирафа стали длиннее задних, а его шея настолько удлинилась, что это животное, даже не приподнимаясь на задних ногах, подняв только голову, достигает шести метров в высоту.
В действительности большая часть того, что вы делаете или испытываете в своей жизни, практически никак не влияет на генетические изменения у вашего потомства. Независимо от того, говорим ли мы о более длинной шее и ногах или о более острых зубах у древних летучих мышей – вампиров, любые наследственные изменения неизбежно происходили на генетическом уровне[106].
Как такое могло случиться?
Существует множество примеров этого процесса в природе, но наиболее известным является неотения, при котором достижение половозрелости и окончание онтогенеза происходят на ранних стадиях развития, например на личиночной стадии. Классический пример касается гигантской саламандры американской протеи (лат. Necturus), которая сохраняет свои жабры на протяжении всей взрослой жизни. У подавляющего большинства земноводных (как и у большинства саламандр, а также у лягушек и жаб) эти дыхательные структуры исчезают в ходе превращения из личинок в полуземных взрослых особей.
Было выдвинуто предположение, что в этом случае неотении мутация позволила некоторым саламандрам сохранить свои жабры, когда они достигли половой зрелости. Очевидный вопрос: почему эта особенность стала адаптацией? Скорее всего, в связи с изменениями условий на земле (появлением новых хищников, засухой) было безопаснее сохранить жабры, чтобы проводить больше времени в прудах, где они плавали, как личинки.
Что касается эволюции клещей, возможно, увеличение местных популяций позвоночных или разнообразие видов (и то и другое является формой изменения окружающей среды) привело к возникновению эволюционного преимущества у некоторых клещей, позволившего им сохранить паразитические привычки питания, которые у них были на стадии личинок. Больше позвоночных означало больше источников пищи.
В основном исследователи сходятся во мнении, что первые клещи появились где-то в начале мелового периода (около 100 миллионов лет назад) и в период огромного разнообразия позвоночных.
В рамках группы паукообразных чиггеры и клещи относятся к роду клещей или зудней (лат. Acari), в настоящее время описано более 54 тысяч видов.
По словам Гвилима О. Эванса, автора «Принципов акарологии», клещи не похожи на других паукообразных из-за довольно интимных отношений, которые они развили с другими животными. У клещей эти ассоциации варьируются от симбиоза до комменсализма и паразитизма.
Коротко говоря, симбиотические отношения – это отношения между двумя разными организмами, в которых оба получают некоторую пользу. Среди клещей, возможно, самым странным примером симбиоза является связь между восточным желтоногим термитом (лат. Reticulitermes flavipes) и гистиостомой слизистого клеща. Исследователи обнаружили, что термитные колонии часто заражаются патогенным грибом (лат. Metarhizium anisopliae), который проникает в тело термитов, выделяет смертельный токсин, а затем питается за счёт разлагающейся особи. И он продолжает расти и распространять репродуктивные споры по всей колонии термитов. Гриб настолько разрушителен, что его даже хотели использовать в качестве биологического средства по борьбе с термитами. К счастью для последних (хотя и к сожалению для домовладельцев), слизистые клещи, живущие в гнёздах, не только питаются патогенным грибом, но и распространяют след бактерий, дрожжей и других микроорганизмов, которые регулируют рост и распространение вредителей. Можно сказать, что слизистый клещ может служить внешней иммунной системой для термитов.