Джерри Койн - Эволюция: Неопровержимые доказательства

Краткое повторение стадий эволюционного развития (так называемая рекапитуляция) можно увидеть, наблюдая за превращениями, которые проходят наши органы, например почки. В ходе развития у зародыша человека, по сути, последовательно формируются три разных типа почек, и первые два исчезают до того, как появляется третий – окончательный. Эти первичные эмбриональные почки похожи на те, которыми снабжены виды, появившиеся, согласно палеонтологической летописи, раньше нас: бесчелюстные [31]и рептилии. Что это означает?

Самый поверхностный ответ может звучать так: каждое позвоночное в своем развитии проходит ряд этапов, и эти этапы повторяют стадии эволюции наших предков. Поэтому, например, в начале развития ящерица напоминает зародыш рыбы, затем, несколько позже, зародыш амфибии и, наконец, становится зародышем рептилии. Млекопитающие проходят через те же этапы, но в финале добавляется последний этап – зародыша млекопитающего.

Ответ правильный, но он лишь вызывает еще больше вопросов. Почему развитие проходит именно по такому пути? Почему естественный отбор не уничтожил стадию «зародыша рыбы» в развитии эмбриона человека, ведь сочетание хвоста, жаберных дуг и кровеносной системы рыб человеческому зародышу вроде бы не требуется? Почему наше развитие не начинается просто с крошечных человечков (именно так, по представлениям биологов XVII в., выглядел зародыш человека), которые растут и растут, пока не родятся на свет? Зачем все эти превращения, трансформации и перестановки?

Возможный ответ – при этом неплохой – заключается в признании того, что по мере развития одного биологического вида из другого потомок наследует программу развития своего предка, т. е. все те гены, которые кодируют предковые органы. Развитие – процесс очень консервативный. Многим органам, которые по ходу развития формируются позже, требуются биохимические «сигналы» от органов, появляющихся раньше. Например, если вы попробуете подправить кровеносную систему и переделать ее в самом начале развития, то, возможно, результатом станут разнообразные побочные эффекты, которые затронут формирование других структур, скажем костей, которые нельзя менять. Чтобы избежать этих пагубных эффектов, обычно проще внести менее радикальные изменения в уже существующий основной план развития. Безопаснее и лучше, чтобы развитие тех органов эмбриона, которые в ходе эволюции появились позже, было запрограммированно на более позднюю стадию.

Этот принцип «добавления нового к старому» также объясняет, почему последовательность стадий развития зародыша копирует последовательность возникновения видов в процессе эволюции. По мере того как одна группа развивается из другой, она зачастую добавляет свою программу развития к более старой программе.

Приняв во внимание этот принцип, Эрнст Геккель, немецкий эволюционист, современник Дарвина, в 1886 г. сформулировал знаменитый биогенетический закон, который наиболее известен в виде формулировки «Каждое живое существо в своем индивидуальном развитии (онтогенез) повторяет в известной степени формы, пройденные его предками или его видом (филогенез)». Это означает, что развитие любого организма попросту проигрывает заново всю его эволюционную историю. Однако эта идея верна только частично. Стадии развития зародыша похожи не на взрослые формы его предков, как утверждал Геккель, но на формы зародышей его предков. Например, человеческий эмбрион никогда, ни на одной стадии не напоминает взрослых рыб или рептилий, но в некоторых аспектах напоминает их зародыши. Кроме того, рекапитуляция проявляется не всегда обязательно и не всегда точно: не каждая черта, присущая зародышу предка, обнаруживается у его потомков, и не все стадии развития повторяются в строгом эволюционном порядке. Кроме того, некоторые виды, например растения, утратили в своем развитии почти все признаки предковых форм. Закон Геккеля был признан сомнительным не только потому, что он, строго говоря, оказался неверен, но и потому, что Геккеля обвинили в том (во многом незаслуженно), что он фальсифицировал рисунки, изображавшие ранние стадии развития эмбрионов, чтобы придать им больше сходства между собой, чем было на самом деле {19}. Однако не стоит вместе с водой выплескивать и ребенка. Эмбрионы все-таки демонстрируют некую форму рекапитуляции: черты, которые в процессе эволюции появились раньше, у эмбрионов зачастую появляются на более ранних стадиях развития. Этому есть разумное объяснение только при условии, что у биологических видов имеется эволюционная история.

Мы не вполне уверены, почему некоторые виды в ходе развития сохраняют такую значительную часть собственной эволюционной истории. Принцип «добавления нового к старому» – не более чем гипотеза, которая могла бы объяснить факты эмбриологии. Сложно доказать, что для программы развития было бы легче эволюционировать одним путем, а не другим. Однако эмбриологические факты остаются фактами, и они обретают смысл, только будучи рассмотрены в свете эволюции. Все позвоночные в начале своего развития выглядят как зародыш рыбы, потому что мы все произошли от рыбообразного предка, у которого был рыбообразный зародыш. Мы наблюдаем странные преображения и исчезновения органов, кровеносных сосудов и жаберных щелей, потому что у потомков все еще сохраняются гены и программы развития предков. Последовательность изменений в ходе развития зародыша также объяснима: на одной стадии развития кровеносная система млекопитающих такая же, как у рептилий; однако обратной ситуации мы не наблюдаем. Почему? Потому что млекопитающие произошли от древних рептилий, а не наоборот.

Во времена работы над «Происхождением видов» Дарвин считал эмбриологию своим самым веским доказательством эволюции. В наши дни он, возможно, присвоил бы это звание палеонтологической летописи. Так или иначе, наука продолжает накапливать любопытные факты из области эмбриологии, подтверждающие эволюцию. Так, у зародышей китов и дельфинов формируются зачатки конечностей – тканевые выросты, которые у четвероногих млекопитающих превращаются в задние ноги. Но у морских млекопитающих они, сформировавшись, вскоре резорбируются. На рис. 18 показана эта регрессия в развитии зародыша продельфина. Усатые киты лишены зубов, но поскольку у их предков-китов зубы были, то у зародышей усатых китов зубы развиваются и исчезают до рождения.

Один из моих любимейших примеров доказательства эволюции – это покрытый шерстью человеческий эмбрион. Человек как биологический вид широко известен под названием голой обезьяны, потому что, в отличие от других приматов, у нас нет плотного волосяного покрова. Однако на самом деле такой покров у нас появляется, но лишь ненадолго в ходе внутриутробного развития. Примерно на шестом месяце после зачатия мы полностью покрываемся тонкими пушковыми волосами, которые называются лануго, или первичным волосяным покровом. Как правило, зародыш расстается с этим покровом примерно за месяц до рождения, когда лануго сменяется более редкими волосками, с которыми ребенок и появляется на свет. (Однако недоношенные младенцы иногда рождаются с первичным волосяным покровом, который вскоре выпадает.) Вообще говоря, человеческому зародышу временный волосяной покров совсем ни к чему. В конце концов, в матке царит приятная температура 37 °C. Первичный волосяной покров можно объяснить лишь тем, что это наследие, доставшееся нам от наших предков-приматов: у зародышей обезьян на той же стадии развития тоже появляется такой пух, однако у них он не выпадает, а сохраняется и превращается в шерсть. А у зародышей китов, как и у человека, тоже есть первичный волосяной покров – напоминание о тех временах, когда их предки жили на суше.