Питер Уорд - Эволюция будущего

Отсутствие новых типов и малое количество новых классов, появившихся после конца «кембрийского взрыва», может быть лишь особенностью летописи окаменелостей; возможно, в процессе эволюции появилось много новых таксонов высокого ранга, которые впоследствии вымерли. Это кажется маловероятным. Гораздо более вероятно то, что большая волна новшеств, отмечающая кембрий, подошла к концу, когда большая часть экологических ниш оказалась занятой легионами вновь эволюционировавших морских беспозвоночных.

Кембрийский период видел удивительный взрыв разнообразных новых планов строения тела.

И всё же остаётся одна тайна, заставляющая ломать голову: почему получилось так, что после двух крупных массовых вымираний, пермо-триасовой и мел-третичной катастроф, не эволюционировало ни одного нового типа? Хотя пермское массовое вымирание, возможно, заставило количество видов резко упасть до столь же низкого уровня, какой был в раннем кембрии, последующее разнообразие в мезозое произошло за счёт образования множества новых видов, но очень немногих таксономических категорий более высокого ранга. Эволюционные события кембрия и раннего триаса резко различаются: хотя оба произвели несметное число новых видов, событие в кембрии закончилось образованием множества новых планов строения тела; триасовое событие завершилось лишь образованием новых видов, которые обладали уже установившимися ранее планами строения тела.

Для объяснения этого различия были предложены две гипотезы. Первая предполагает, что эволюционная новизна появляется лишь тогда, когда экологические возможности действительно велики. На протяжении кембрия, например, существовало много местообитаний и ресурсов, которые не были заняты или не эксплуатировались морскими беспозвоночными животными, и большой эволюционный взрыв новых планов строения тела был ответом на эти возможности. Эта ситуация не повторилась после пермо-триасового массового вымирания. Даже при том, что большинство видов было уничтожено, выжило достаточно видов, чтобы заполнить большую часть экологических ниш. Согласно этому сценарию, выжило достаточное количество животных с различными формами тела, чтобы заселить большую часть различных экологических ниш (даже при низких разнообразии или численности), и в процессе этого заселения путь эволюционной новизне был перекрыт.

Вторая возможность состоит в том, что после пермо-триасового вымирания новые типы не появились потому, что геномы выживших форм изменились с раннего кембрия в достаточной степени, чтобы подавить массовое появление новизны. При этом сценарии эволюционные возможности были доступными, но эволюция была неспособна создать радикально новый план строения на основе доступной ДНК. Это реалистичная гипотеза, причём из числа тех, которые нелегко опровергнуть, поскольку у нас нет никакой возможности сравнения ДНК, которую мы обнаруживаем у ныне живущих животных, с ДНК давно вымерших форм, в настоящее время сохранившихся лишь в виде камня (кино вроде «Парка юрского периода» не в счёт). Могло случиться так, что геномы постепенно оказались отягощёнными большим количеством информации – по мере того, как в них накапливалось всё больше генов – и в процессе этого стали менее восприимчивыми к критическим мутациям, которые могли открыть источник новшеств.

Один из центральных – и в настоящее время спорных – аспектов «кембрийского взрыва» касается разнообразия и разнородности. Разнообразие обычно понимается как мера количества существующих видов. Разнородность – это мера количества планов строения тела, типов или вариантов облика среди тех видов. Противоречие основывается на удивительном собрании окаменелостей, найденных в местонахождениях берджесских сланцев в Западной Канаде, где в виде отпечатков на камне сохранились не только ранние животные с твёрдыми частями тела, но также ранние бесскелетные формы.

Берджесские сланцы оказали огромное влияние на наше понимание исходного разнообразия животной жизни. Главным образом на их материале нам было продемонстрировано, что большинство, или даже все разнообразные типы животных (основные планы строения тела) возникли сравнительно быстро в течение кембрия. Но берджесские сланцы могут также рассказать нам о том, что в кембрии существовали не только планы строения тела, находимые повсюду на Земле сегодня, но также и другие планы строения тела, которые исчезли к настоящему времени. Одна из главных мыслей в книге Стивена Джея Гулда «Удивительная жизнь» – то, что кембрий был не только временем великого возникновения, но также временем великого вымирания. Гулд (наряду с прочими) утверждает, что в кембрии существовало гораздо большее количество типов, чем существует сегодня. Сколько? Некоторые палеонтологи предполагают, что, возможно, в кембрии существовала целая сотня различных типов против тридцати пяти, пока ещё существующих сегодня. Выявив эту тенденцию, говорит Гулд, «мы можем осознать центральный и удивительный факт из истории жизни – явно выраженное снижение разнородности, сопровождающееся невероятным увеличением разнообразия в пределах немногих выживших планов строения».

Эта картина, столь ярко и красиво описанная в «Удивительной жизни» Гулда, жарко обсуждается в вышедшей в 1997 году книге «Тигель Творения» британского палеонтолога Саймона Конвея Морриса, также повествующей о берджесских сланцах и «кембрийском взрыве». По иронии судьбы, Конвей Моррис является центральной и снискавшей симпатию фигурой в книге Гулда, где он изображён как один из архитекторов нашего нового понимания «кембрийского взрыва». Но он сам не настолько симпатизирует Гулду. Он подвергает сомнению утверждение Гулда о том, что с кембрия разнородность снизилась, приводя несколько случаев, предполагающих прямо противоположный вывод. Конвей Моррис также нападает на другую идею Гулда, на метафору «перемотки ленты» [53] Имеется в виду утверждение о том, что, если «отмотать» историю развития жизни, как плёнку, обратно в кембрий и пустить заново, то она вряд ли сможет повторить тот путь, который прошла в нашем мире, из-за случайного характера вымирания типов в кембрии. – прим. перев. . Конвей Моррис утверждает, что конвергентная эволюция (при которой различающиеся между собой родословные линии эволюционируют сходным образом в ответ на сходные условия окружающей среды) может производить планы строения тела одинакового типа в весьма неродственных эволюционных линиях. Он доказывает, что, даже если бы предок позвоночных вымер в течение или вскоре после кембрия, вероятно, что тогда в какой-то другой родословной ветви эволюционировал бы план строения тела с позвоночником, поскольку такая форма оптимальна для плавания в воде.