Михаил Ямпольский - Изображение. Курс лекций

Благодаря Портману и его работам биологи научились изучать связь внешнего вида и внутреннего устройства животных. Раньше, когда речь шла о биологических типах (их всего 38), обычно не проводили различие между внешним и внутренним. И все же в основе типов лежит внутренняя организация организма, а внешний вид относительно автономен по отношению к ней. Известны многочисленные случаи конвергенции, когда два разных типа животных приобретают сходную форму. Например, дельфин, млекопитающее, становится похожим на рыбу. Существенно то, что генетически внутреннее и внешнее строение закодированы совершенно по-разному. Внутренние органы имеют шесть уровней кодирования, которые защищают от мутаций и изменений. Это очень важно, потому что связано с витальными функциями организма. Если что-то произойдет с сердцем, то животное просто погибнет, поэтому столько защитных уровней кодировки. Внешний вид кодирован обычно всего дважды, его защита гораздо слабее, поэтому мутации легко протекают в области внешнего облика, который легко меняется. Внешний облик трансформируется по отношению к среде, в которой существует животное. Оно становится зеркалом среды, потому-то и могут возникать конвергенции. И именно поэтому мы имеем всего 38 биологических типов и мириады разных животных, которые их составляют. Бесконечное разнообразие животного мира лежит прежде всего в области внешнего облика (что, конечно, не значит, что внешний облик никак не сказывается на внутренней организации тела). Конечно, видимое отражает внутреннее. Художники изучают анатомию. Они должны знать строение мышц и костей, чтобы правильно изобразить обнаженное тело в движении. И все же внутреннее и внешнее гораздо более независимы, чем нам кажется. Внешнее гораздо больше связано с внешней средой. Если вскрыть тела тигра и льва и пригласить зоолога определить, кто есть тигр, а кто – лев, то задача эта окажется трудновыполнимой. Внутреннее строение, анатомия, размеры их почти не отличаются. Существует странная автономия внешнего по отношению к внутреннему.

В биологии есть свой Big bang – огромный эволюционный взрыв, который произошел в кембрийский период 372 372 Классическая книга о кембрийском взрыве принадлежит Стивену Джею Гулду: Stephen Jay Gould. Wonderful Life: The Burgess Shale and the Nature of History. New York; London, W. W. Norton &. Company, 1989. . Это период между 543 и 490 миллионами лет назад. Его длительность – примерно 60 миллионов лет. В масштабах истории нашей планеты это не такой уж длительный период. Он интересен тем, что в него жизнь вступает с тремя типами животных, а выходит из него со всеми 38 биологическими типами. Что-то невероятное произошло в этот период, с тех пор эволюция продолжалась, но больше новых типов не появилось. Вот как это выглядит в масштабах истории Земли. Земля возникла 4 миллиарда 600 миллионов лет назад. Жизнь зародилась 3 миллиарда 900 миллионов лет назад. Некоторые считают, что это случилось в результате метеоритной бомбардировки Земли. Совершенно отрицать этого нельзя. В 1969 году в Австралии был найден так называемый метеорит Мерчисон, на котором были найдены семьдесят четыре аминокислоты, в том числе восемь аминокислот, способных производить протеины. Как бы там ни было, в течение первых 3 миллиардов лет существования жизни на Земле было всего три биологических типа, и при этом не самых веселых: бактерии, одноклеточные водоросли и одноклеточные животные, например амебы. 3 миллиарда лет – больше ничего.

Встает вопрос: что случилось в кембрийский период? Никто, конечно, достоверно на этот вопрос ответить не может, но есть гипотезы 373 373 Приводимая ниже гипотеза подробно аргументирована в книге: Andrew Parker. In the Blink of an Eye. Cambridge, MA, Perseus, 2003. . Одна из них заключается в том, что жизнь зародилась в так называемых black smockers – это вулканические извержения в океане. Они могли снабжать живые организмы энергией, альтернативной солнечной. Они, например, поддерживали необходимую для ускорения синтеза аминокислот высокую температуру. В этих извержениях было вещество – сернистое железо, которое живые организмы могли использовать в качестве источника энергии. Но самое существенное, что жизнь в black smockers протекала в полной темноте, потому что состав этих извержений похож на копоть. Сернистое железо в больших количествах находят в дымоходах. Потом происходит нечто принципиально важное: эти black smockers практически перестают функционировать, вода становится все более прозрачной и появляется свет. Как только появляется свет, ситуация начинает меняться. Возникает возможность зрения. Загадка его появления часто обсуждается. Глаз – это типичный пример, который приводят креационисты, когда пытаются доказать, что бог сотворил мир. Потому что, говорят они, глаз не может возникнуть эволюционно, это слишком сложно: все эти хрусталики, сетчатки, как их собрать воедино? Как если бы автомобиль вдруг эволюционно возник из бактерий, это слишком сложно. В действительности это не так загадочно: глаз возникает эволюционно, но фантастика заключается в том, что глаза появляются у огромного количества животных независимо друг от друга. Это не то что они возникли у какого-то вида, а затем стали передаваться от вида к виду. Первое существо с глазами в кембрийский период – это трилобит. И он сразу становится хищником, ведь слепое существо не может быть хищником. Как только появляются хищники, возникает необходимость защищаться от них, то есть нужда в глазах распространяется. Глаза начинают развиваться у самых разных животных. И как только это происходит, начинает стремительно развиваться и дифференцироваться жизнь. Появляется внешний облик .

Вольвоксы. Фото: Picturepest

Самое главное событие кембрийского периода – возникновение кожи и панциря. Появляется внешний «экран», поверхность, на которой может расположиться видимое: фанеры. До этого таких поверхностей не было. Вот, например, чрезвычайно древние создания, так называемые вольвоксы – крошечные полупрозрачные шарики, диаметром в миллиметр. Они обладают круглой формой, в них нет морфологической дифференциации, нервной системы, это преобразованная в единый организм колония микроорганизмов. Тут нет различия между внешним и внутренним, нет никакой поверхности, прячущей внутренние органы.

Или, например, comb jelly – гребневик, полупрозрачный мешок с ротовым отверстием, медузообразный по текстуре, классическое животное, не имеющее кожи. Он плавает и переваривает то, что попадает в этот мешок чисто механически. Его функционирование не зависит от зрения, и он не имеет поверхностного слоя. И у него тоже нет различия между внутренним и внешним, это такая пустая бутылка.