Александр Марков - Эволюция. Классические идеи в свете новых открытий

В «Происхождении видов», где этот вопрос обозначен, на него дан четкий теоретический ответ — да, должны были существовать и существовали! — и приведены примеры. Теперь нам известно гораздо, гораздо больше превосходных примеров — переходных форм с такими как будто «недоделанными» морфологическими конструкциями, которые тем не менее прилежно служили своим обладателям.

—————

Немного о глазах

В действительности глаз не так уж трудно сделать, если в хозяйстве имеются светочувствительные белки (а они есть уже у одноклеточных) и производящие эти белки фоторецепторные клетки (которые появились уже у древнейших животных). Эволюция справлялась с этой задачей неоднократно, каждый раз изобретая особый орган и конструируя его постепенно из подручных материалов (тканей и клеток) согласно нуждам разных животных, но никогда не заглядывая вперед и «заботясь» исключительно о мелких сиюминутных усовершенствованиях.

Глазки двустворчатого моллюска гребешка Свифта, кубомедузы, рыбы-брызгуна, трилобита — все это совсем разные органы зрения, помогающие животным улавливать свет и различать объекты в характерных для животного условиях. Это примеры параллельного появления сложного органа — глаза.

Глазастое существо на цветной вклейке ( см. иллюстрации в конце книги ) — гребешок Свифта ( Swiftopecten swifti ), двустворчатый моллюск размером 10–12 см. По краю мантии у него растут щупальца — органы осязания — и многочисленные мелкие глазки — органы зрения. Глаза гребешка, разумеется, совсем другие, чем у нас, и не связаны с мозгом (его просто нет, есть нервные ганглии), но все же они не так-то просты. Они представляют собой пузырьки из прозрачного эпителия, заднюю сторону которого выстилает слой светочувствительных клеток, а за ними пигментный слой и так называемое зеркальце. В пузырьке есть светопреломляющая линза — хрусталик. За счет отражения света от зеркальца глазки переливаются чудесным зеленым цветом. С помощью своих глазков гребешки могут видеть лишь на небольшом расстоянии. Только когда злейший враг гребешков — морская звезда — приблизится к нему почти вплотную, он, хлопая створками, совершает прыжок — обращается в бегство. Эти маленькие глазки всегда настороже и предупреждают своего хозяина об опасности.

Кубомедуза .

У медуз (представителей типа кишечнополостных, довольно просто устроенных животных) тоже могут развиваться глаза. Так, кубомедузы — группа с более или менее квадратным куполом — в ходе эволюции обрели зрение. Глаза кубомедуз устроены очень необычно. Они сидят на специальных выростах — ропалиях, их у кубомедуз всего четыре, по числу сторон купола. На каждом ропалии по шесть глаз — четыре простых и два посложнее. Они сконструированы по схеме любого сложного глаза: светочувствительный слой, пигментный слой, роговица и хрусталик. На одном из шести глаз ропалия есть и диафрагма. Изменение освещенности приводит к ее сокращению или расширению: так глаз отвечает на световой сигнал. Эти глаза сконструированы таким образом, чтобы видеть только крупные объекты. Всякую ненужную мелочь медуза просто не замечает. У кубомедуз сигнал от глаз по чувствительным нейронам поступает прямиком к моторным нейронам купола и щупалец. Поэтому, чуть завидев крупный объект, медуза сразу же реагирует: ускоряется и поворачивает. Кубомедузе не нужен анализирующий посредник — мозг или хотя бы нервный ганглий: она не тратит время на раздумья — она видит и действует ( Skogh et al., 2006 ).

Глаза трилобитов — вымерших членистоногих, во множестве населявших моря 530–252 млн лет назад — были и вовсе уникальными. Глаз трилобита фасеточный, как у насекомых: он собран из множества отдельных линз. Линзы, как и у других глазастых членистоногих, прозрачные. Но в отличие от всех без исключения животных они сделаны не из белков, а построены из сверхпрозрачного минерала кальцита. Такой глаз подобен стеклянным очкам, навсегда приросшим к глазу. Так что трилобит обладал в буквальном смысле каменным взором. Каждая линза была строго ориентирована по основной оси светопреломления. Двояковыпуклые линзы фокусировали свет на сетчатке (недавно у трилобитов обнаружены следы пигментных клеток под кальцитовыми линзами), от которой отходили нервы. Линзы, однако, были сильно выпуклыми, почти шарообразными, так что четкость изображения страдала от сферической аберрации. Но трилобиты справились с этой проблемой. Свет фокусировался в точке с помощью тонкой фигурной вставки высокомагнезиального кальцита, имеющего другой коэффициент преломления. Такие линзы с такой же точно фигурной формой, как и в глазах трилобитов, применяются в современных телескопах. Можно утверждать, что естественный отбор решил задачу конструирования современных оптических устройств гораздо раньше Декарта и Гюйгенса, устранивших сферическую аберрацию в телескопах. Эволюция глаз у трилобитов хорошо документирована: от простых множественных двояковыпуклых линз к немногочисленным и почти шарообразным с уплотненной корректирующей вставкой. И те и другие глаза помогали животному определить в воде расстояние до объекта и рассмотреть его издалека. Разница, по-видимому, состояла в степени детальности изображения и дальнозоркости зрения.

—————

Таким образом, проблема переходных форм распадается на три вопроса. Первый из них — почему в современном мире не так уж много постепенных переходов между видами, почему большинство видов четко отделяются один от другого. Этот вопрос мы уже обсуждали в главе 6. Второй вопрос можно сформулировать так: почему в ископаемой летописи мало вымерших переходных форм, некогда вытесненных более приспособленными конкурентами? И наконец, последний: как может постепенно сформироваться сложный орган, который кажется полезным только в своей законченной форме? Два последних вопроса мы рассмотрим ниже.

До сих пор иногда приходится слышать удивительное утверждение, что, мол, переходных форм не существует. Это мнение — незамысловатое наследие позапрошлого века или же намеренное сокрытие (прежде всего от себя самого) фактических знаний. В действительности сегодня известно огромное число переходных форм — как-никак со времен Дарвина прошло полтора столетия. И все это время охотники за древностями не переставали находить все новые и новые формы, среди которых множество переходных. Нам теперь не приходится сомневаться в их существовании и, подобно Дарвину, убеждать оппонентов, что они все же были, объясняя их редкость неполнотой свидетельств о вымершей жизни. Полтораста лет назад было известно около 200 видов ископаемых, на сегодняшний день их описано примерно 250 тыс. Открыты не только тысячи новых видов, но появилась и набрала силу целая область знаний — тафономия. Тафономия — это дисциплина о закономерностях образования местонахождений с ископаемыми. Она объясняет, где, как и почему формировались слои с окаменелостями. Родоначальником этой науки был выдающийся палеонтолог и писатель И. А. Ефремов (1908–1972). Законы тафономии помогают предсказать, в каких местах, в каких слоях и породах нужно искать новую фауну, а где не стоит и силы тратить.