Дональд Протеро - Отпечатки жизни 25 шагов эволюции и вся история планеты

Например, и у людей, и у человекообразных обезьян есть структурные гены, отвечающие за отращивание длинного хвоста, но экспрессия этих генов не происходит, кроме редких случаев, когда в регуляторных генах возникает сбой. Если произойдёт такая ошибка, у человека вырастет длинный костистый хвост. У птиц тоже есть гены, кодирующие появление длинного костистого хвоста, как у динозавров (унаследованные от хищных предков-рептилий), но поскольку они не работают, у современных птиц вместо хвоста — сросшиеся кости гузки. Время от времени регуляторные гены отказывают, и птенцы вылупляются с длинным хвостом, как у динозавра. Аналогично, у современных птиц беззубый клюв, тогда как у их предков-динозавров имелись зубы (см. главу 18). Однако гены для отращивания зубов остались. Экспериментально удалось привить эмбриону курицы эпителиальную ротовую ткань, взятую у мыши, и вылупился зубастый цыплёнок. Но зубы у него были не мышиные, а динозавровые! Следовательно, в ДНК животных есть множество древних генов, которые «не включаются», но достаточно немного изменить генетическую регуляцию, чтобы возродить примитивные черты.

Исключительное генетическое сходство между человеком и двумя видами шимпанзе (речь об обыкновенном шимпанзе ( Pan troglodytes ) и карликовом шимпанзе, или бонобо ( P. paniscus ), само по себе — ошеломительное и очень убедительное доказательство нашего близкого родства. Несмотря на инстинктивное неприятие со стороны некоторых людей и религиозные идеи, человек — действительно отражение обезьяны. Вот как говорит об этом биолог Джаред Даймонд: «...допустим, на Землю прибыли инопланетные зоологи, и весь биоматериал, который оказался у них в распоряжении, — это ДНК. Они секвенировали геномы разнообразных животных, в том числе ДНК человека и двух шимпанзе. Опираясь лишь на эти данные, инопланетяне пришли бы к выводу, что человек — просто третий вид шимпанзе. Наше генетическое сходство с двумя другими видами шимпанзе выше, чем между любыми двумя видами лягушек, даже выше, чем между львами и тиграми».

Действительно, различия в ДНК всех человеческих рас меньше, чем аналогичные различия у отдельных популяций шимпанзе из разных регионов Африки (см. рис. 24.2)! Это позволяет сделать два вывода. Во-первых, генетические различия между человеческими расами незначительны, они менее существенны, чем кажется многим людям. Во-вторых, внешнее несходство между человеком и шимпанзе обусловлено минимальными изменениями в регуляторных генах, но результаты этих изменений грандиозны.

Рис. 24.2.Молекулярная филогения человекообразных обезьян и людей, демонстрирующая генетическое расстояние между разными видами, в зависимости от их митохондриальной ДНК. Все человеческие расы больше похожи друг на друга, чем разные популяции горилл и шимпанзе (иллюстрация по образцу Sequences Show Diverse Evolutionary Histories of African Hominoids // Proceedings of the National Academy of Sciences USA. — 1999. — Vol. 93. — Fig. 1B; © 1999, Национальная академия наук США)

Дело закрыто: человек — немного изменившаяся обезьяна. Генетические и анатомические доказательства более чем убедительны. ДНК в каждой клетке вашего тела — свидетельство и свидетельница нашего близкого родства с обезьянами, независимо от того, насколько неловко чувствуют себя от этого некоторые люди. Этот факт доказан и без окаменелостей, которые демонстрировали бы переход от обезьян к человеку. Но как давно разошлись эволюционные линии человека и обезьян?

Учёные двумя путями подходят к вопросу о том, когда разделились эволюционные линии человека и человекообразных обезьян. Во-первых, ведут поиск окаменелостей, в которых постепенно становится всё больше обезьяньих черт и меньше человеческих. Эта стратегия развивается на протяжении всего времени, пока ведутся исследования, хотя её успех зависит от того, удастся ли найти подходящие породы подходящего возраста, и окажутся ли в них окаменелости примитивных гоминин. Человеческие кости фоссилизируются очень редко, поэтому даже в подходящих отложениях можно найти лишь считанные человеческие зубы или челюсти, хотя там же будут сотни окаменелостей, принадлежащих другим млекопитающим: антилопам, свиньям, мастодонтам. Тем не менее, как мы узнаем из главы 25, палеоантропологам понадобились годы раскопок, чтобы отыскать исчезающие и редкие человеческие окаменелости, поскольку на любом важном открытии можно сделать карьеру и имя.

Когда окаменелости гоминин найдены, следующая непростая задача — точно их датировать. Многие человеческие окаменелости обнаружили в пещерах и других местах, где нет материалов, которые облегчали бы датировку. Если экземпляр моложе 60 тыс. лет (последний ледниковый период до голоцена), органические ткани окаменелости можно датировать с помощью радиоуглеродного анализа (учитывает содержание углерода-14). Археологи активно пользуются этим методом для датировки возраста человеческих артефактов, большинство из которых моложе 60 тыс. лет, а также окаменелостей, сформировавшихся в конце ледникового периода. Например, окаменелости, найденные в битумных озёрах Ла-Брея близ Лос-Анджелеса не старше 37 тыс. лет, поэтому их многократно датировали в ходе радиоуглеродного анализа. Данный метод не работает с материалами старше 60 тыс. лет (в лучших современных лабораториях удаётся отодвинуть предел до 80 тыс. лет). Для работы с более древними окаменелостями больше подходит калий-аргоновый (K-Ar) метод либо его новая версия, когда для датировки используются изотопы 40Ar и 39Ar. В таком случае окаменелость нельзя датировать непосредственно, по материалу экземпляра или осадочным породам, в которых он был найден. Вместо этого сравниваются кристаллы, сформировавшиеся в породах, остывших после вулканических извержений. Это может быть древняя лава или древний вулканический пепел. Когда такие кристаллы застывают, в их атомной решётке остаётся нестабильный материнский изотоп калий-40. По мере старения кристалла часть атомов калия-40 спонтанно распадается, и образуется дочерний изотоп аргон-40. Скорость распада хорошо известна, поэтому, измерив соотношение между материнскими и дочерними изотопами, геолог может вычислить возраст кристалла.

Как в любом другом научном методе, здесь есть свои ограничения и подводные камни, которых нужно избегать. Поскольку датировка — измерение времени с момента застывания кристалла и попадания в него радиоактивных материнских атомов, калий-аргоновый метод работает лишь в породах, когда-то перешедших из жидкого состояния в твёрдое (они называются магматическими). Таковы, например, граниты и базальты. Хороший геолог скажет вам, что кристаллы из песчаника или другой осадочной породы непригодны для датировки: они попали в песчаник из более древних пород, их возраст не связан с возрастом осадочной толщи. Но геологи давно обошли эту проблему, найдя по всей Земле сотни мест, где пригодные для датировки пласты лавы или вулканического пепла перемежаются с осадочными породами, содержащими окаменелости, либо где интрузивные магматические породы вклиниваются в осадочные и позволяют определить их минимальный возраст. На основе таких отправных точек вычисляется возраст пород в геологических масштабах, причём метод настолько точен, что мы можем определить время большинства событий, произошедших в период от нескольких миллионов до ста тысяч лет назад.