Питер Уорд - Эволюция будущего

Одним из самых интересных (и довольно неожиданных) результатов палеонтологических исследований является тот факт, что высшие таксоны (таксономические категории выше рода и вида, такие, как семейства, отряды, классы и типы) показывают типичные темпы эволюции. Темп эволюции для таксона может быть описан двумя способами: как темп изменения некоторого морфологического признака с течением времени, или как долговечность среднего вида в геологическом времени. Темпы возникновения и вымирания связаны с темпами эволюции. Одни группы организмов производят много новых видов, другие совсем мало. И среди получившихся видов представители групп первого типа существуют на протяжении долгих отрезков времени, в то время как виды групп второго типа вымирают быстрее.

На важность понимания темпов эволюции впервые указал ведущий эволюционист Джордж Гейлорд Симпсон. Ранее Стивен Стэнли из университета Джона Хопкинса начал глубже разрабатывать многие темы исследований, к которым первым обратился Симпсон, и дополнил их великолепными новыми пониманиями вопроса. В ключевой работе Стэнли, книге «Макроэволюция» , изданной в 1979 году, эти темы изложены подробно. Палеонтологи хорошо знают группы, которые демонстрируют высокие темпы возникновения и вымирания видов, поскольку это наиболее важные ископаемые, используемые в биостратиграфии, науке о подразделении и датировании осадочных пород с использованием окаменелостей. Хорошими биостратиграфическими маркерами являются те окаменелости, которые имеют небольшую продолжительность существования во времени – и потому имеются в наличии лишь в немногих слоях отложений – но в то же самое время широко распространены, обычны и имеют достаточно чётко выраженные морфологические признаки, поэтому эволюционные изменения и новые события видообразования немедленно становятся заметными. Примеры включают, среди прочего, трилобитов, аммонитов и млекопитающих. Другие группы – иногда называемые «живыми ископаемыми» – демонстрируют противоположные тенденции: они медленно образуют новые виды, и, однажды появившись, редко вымирают. Таким образом, они бесполезны для биостратиграфии, но очаровательно эволюционны – что же в них есть такого, в этих организмах, что даёт им нечто вроде почти-бессмертия?

Практичный способ количественного определения эволюционных темпов – это оценка времени удвоения , среднего времени для конкретного таксона высокого ранга, необходимого для удвоения количества видов внутри него. Для млекопитающих, например, время удвоения составляет 3,15 миллиона лет. В противоположность им, двустворчатым моллюскам требуется 11 миллионов лет, чтобы удвоить количество их видов. Млекопитающие демонстрируют быструю эволюцию, а двустворчатые моллюски – очень медленную. Внутри обеих этих групп существует много вариантов, в том числе совокупности быстро эволюционирующих двустворчатых моллюсков и медленно эволюционирующих млекопитающих. В целом, однако, очевидно, что млекопитающие эволюционируют быстрее (и производят большее количество таксонов за равное время), нежели двустворчатые моллюски.

В эволюционном мире также может быть выделена третья группа таксонов. Стэнли предложил термин «супертаксоны» для обозначения групп организмов, которые показывают одновременно и высокие темпы возникновения (они производят много видов), и низкие темпы вымирания (их виды существуют долгое время). Такие группы имеют тенденцию к ускоренному наращиванию разнообразия, и благодаря этой особенности они стали главными кандидатами на то, чтобы вновь наполнить мир новыми видами после любого из массовых вымираний – в том числе и после текущего.

Титул супертаксона-чемпиона мира ныне принадлежит семейству Colubridae: змеям [49] Если говорить точнее, то речь идёт о семействе ужеобразных змей. – прим. перев. . Стэнли утверждает, что в действительности мы живём не в Эру млекопитающих, а скорее в Эру змей! И по мере того, как будущее эволюции постепенно раскрывается перед нами, мы можем оказаться в мире, заполненном множеством новых видов змей. Другим «эволюционным чемпионом» является группа, включающая крыс и мышей, которые, возможно, не случайно, являются одним из главных источников пищи для змей. Возможно, это не то, что большинство из нас представляет себе, когда размышляет о некоем мире будущего: мир змей и крыс с неописуемым множеством форм, расцветок и повадок. К ним присоединятся другие быстро эволюционирующие виды, многие из которых могут классифицироваться как «сорняки» из-за того, что способны к быстрому и широкому расселению и очень устойчивы к суровым окружающим условиям. Многие виды насекомых одновременно и быстро эволюционируют, и являются законченными сорными видами (взгляните на всех мух в этом мире). Птицы также эволюционируют относительно быстро. Для каждой из этих групп можно ожидать, что они будут весьма обычными и породят множество новых видов в будущем. Другие млекопитающие эволюционируют несколько медленнее, чем эти группы; вообще, чем крупнее животное, тем медленнее его эволюционный темп или время удвоения.

Давайте представим себе некоторых из этих результатов. Змеи могут занять ниши, в которых они редки, или которые не занимают полностью в наши дни. Выглядит возможным появление множества новых видов морских змей, а также змей, заменяющих многих из плотоядных млекопитающих от мелкого до среднего размера, численность которых ныне снизилась. Поскольку сельскохозяйственные земли и города продолжают увеличивать в размерах на протяжении тысячелетий и даже десятков тысяч лет, грызуны породят множество разнообразных новых видов, чтобы воспользоваться преимуществом этих новых возможностей питания, и это также вызовет дальнейшую эволюцию новых видов змей.

Возможная кладограмма будущего, или эволюционное генеалогическое древо, для одуванчика (снизу вверх): исходный одуванчик, кактусообразная форма, водная форма, древовидная форма, плотоядный вид, эпифит.

Одна из кладограмм будущего для змеи (снизу вверх): гремучник полосатый, форма с ногами [50] Повторное появление у змей ног (или ластов) выглядит невозможным или крайне маловероятным эволюционным шагом, особенно если в мире будущего останутся ящерицы, у которых уже есть ноги. – прим. перев. , «многоножка», гигантская форма, карликовая форма, летающая форма, три плавающих формы.