Ричард Докинз - Рассказ предка. Путешествие к заре жизни.

Когда я впервые писал об эволюции способности эволюционировать, я представил множество «событий», являющихся переломными моментами в эволюции, после которых внезапно улучшалась способность эволюционировать. Самым многообещающим примером такого события, который я могу придумать, была сегментация. Сегментация, как Вы помните, представляет собой подобное поезду модульное строение тела, в котором части и системы повторяются последовательно вдоль тела. Она, похоже, была независимо изобретена в своей полной форме членистоногими, позвоночными и кольчатыми червями ( Хотя универсальность Hox-генов приводит доводы в пользу своего рода серийной структуры предшественника. ). Происхождение сегментации является одним из тех эволюционных событий, которые не могли быть постепенными. У костистых рыб обычно имеется приблизительно 50 позвонков, но угри имеют целых 200. Червяги (подобные червям амфибии) варьируют между 95 и 285 позвонками. Змеи весьма разнятся по числу позвонков: рекордом, известным мне, является 565 для вымерших змей.

Каждый позвонок змеи представляет собой один сегмент со своей собственной парой ребер, своими собственными блоками мышц, своими собственными нервами, отрастающими от спинного мозга. Не может быть дробного числа сегментов, и развитие различного количества сегментов должно включать многочисленные случаи, в которых мутантная змея отличается от своих родителей на некоторое целое число сегментов: по крайней мере, на один, возможно, больше, одним махом. Точно так же, когда сегментация возникла, должен был быть мутационный переход прямо от несегментированных родителей к ребенку с двумя (по крайней мере) сегментами. Трудно вообразить такое причудливое выживание, уже не говоря об обнаружении партнера и размножении, но это, очевидно, случилось, потому что сегментированные животные – повсюду вокруг нас. Весьма вероятно, мутация затронула Hox-гены, подобные тем, о которых шла речь в «Рассказе Плодовой Мушки». В моей статье о способности эволюционировать 1987 году я предположил, что

... индивидуальный успех или неудача первого сегментированного животного при его собственной жизни относительно незначителен. Без сомнения, многие другие новые мутанты были более успешны как отдельные особи. Что было важного в первом сегментированном животном – то, что ряд его потомков были чемпионами в способности эволюционировать. Они расходились, образовывали виды, давали начало целым новым типам. Независимо от того, была ли сегментация выгодной адаптацией при жизни отдельного первого сегментированного животного, сегментация представляла собой изменения в эмбриологии, содержащие эволюционный потенциал .

Та легкость, с которой целые сегменты могут быть добавлены или изъяты из тела – лишь одна часть того, что способствует расширенной способности эволюционировать. Также есть дифференциация среди сегментов. У животных, таких как многоножки и земляные черви, большинство сегментов тождественны друг с другом. Но есть периодическая тенденция, особенно среди членистоногих и позвоночных, особым сегментам становиться специализированными для определенных целей, и, следовательно, отличаться от других сегментов (сравните омара с многоножкой). Линия, которой удается развить сегментированный план строения тела, сразу же способна развить целый ряд новых животных, изменяя сегментные модули по всей длине тела.

Сегментация является примером модульности, а модульность вообще – главный элемент в размышлениях более современных авторов об эволюции способности эволюционировать. Из многих значений «модуля», перечисленных в Оксфордском словаре английского языка, в данном случае уместно:

Одна из ряда производственных единиц или составных частей, которые стандартизированы, чтобы облегчить сборку или замену, и обычно заранее изготовлены как отдельные структуры .

«Модульный» – прилагательное, описывающее сборку модулей, а «модульность» – соответствующее абстрактное существительное, качество того, что является модульным. Другие примеры модульного строительства включают многие растения (листья и цветы – модули). Но, возможно, лучшие примеры модульности можно найти на клеточном и биохимическом уровне. Сами клетки – преимущественно модули, и внутри клеток модулями являются молекулы белка и, конечно, сама ДНК.

Таким образом, изобретение многоклеточности – другое важное переломное событие, которое почти наверняка увеличило способность эволюционировать. Оно предшествовало сегментации на сотни миллионов лет, и сама сегментация является своего рода ее крупномасштабной реконструкцией, другим скачком в модульность. Каковы были другие переломные моменты? Человек, которому посвящена эта книга, Джон Мейнард Смит, сотрудничал со своим венгерским коллегой E?rs Szathm?ry в «Главных переходах в эволюции». Большинство из их «главных переходов» могло бы соответствовать моей рубрике «переломных моментов», главных улучшений в способности эволюционировать. Они, очевидно, включают начало репликации молекул, поскольку без нее не могло быть никакой эволюции вообще. Если бы, как предположили Кэрнс-Смит и другие, ДНК узурпировала ключевую роль репликатора от некоторого менее искусного предшественника, будучи соединенной с ним промежуточными стадиями, то каждая из этих стадий представляла бы скачок вперед в способности эволюционировать.

Если мы принимаем теорию РНК-мира, то был главный переход или переломный момент, когда мир РНК, служащей и репликатором и ферментом, подвергся разделению между ДНК в роли репликатора и белками в роли фермента. Затем произошло объединение реплицирующих структур («генов») в клетках со стенками, которые предотвращали просачивание генных продуктов и содержали их вместе с продуктами других генов, с которыми они могли сотрудничать в клеточной химии. Самым главным переходом и, вероятно, самым переломным моментом в способности эволюционировать было рождение эукариотической клетки путем смешения нескольких прокариотических клеток. Также было возникновение полового размножения, которое совпало с возникновением самих видов, со своим собственным генофондом и всем тем, что полагается для будущей эволюции. Мейнард Смит и E?rs Szathm?ry продолжают перечислять: возникновение многоклеточности, возникновение колоний, таких как муравейники и термитники, и возникновение человеческих обществ с языком. Есть рифмованное подобие между, по крайней мере, некоторыми из этих главных переходов: они часто представляют собой объединение ранее независимых единиц в большие группы на более высоком уровне с сопутствующей утратой независимости на более низком уровне.