Андрей Буровский - Феномен мозга. Тайны 100 миллиардов нейронов
Кто и как «шел в прорыв»?
Ученые XIX века считали, что эволюционные процессы идут очень медленно. И что в ходе этих процессов весь материнский вид постепенно превращается в дочерний. Отсюда и идея «переходных звеньев», промежуточных существ: их тоже должно быть очень много.
К середине XX века выяснилось: новые виды, и даже более крупные таксоны, возникают с очень большой скоростью. На небольшой территории часть предкового вида быстро, за считаные несколько поколений, превращается в другой вид. Число особей этого нового вида – тысячи, чуть ли не сотни. Потому и трудно найти «переходные звенья»: их число очень невелико.
В геологической летописи сохраняются кости лишь ничтожного числа представителей каждого вида. Если таких особей много, сотни тысяч и миллионы, то и попадать в геологические слои и сохраняться они будут чаще. А немногочисленные животные, которые существовали недолго, на небольшой территории, могли вообще в геологическую летопись не попасть.
Трехпалые лошади – гиппарионы появились в Северной Америке примерно 12 млн лет назад и очень долго скакали по всем материкам, кроме Австралии и Антарктиды. Последние гиппарионы то ли вымерли, то ли истреблены человеком в Африке примерно 125 тысяч лет назад.
В каждом поколении численность гиппарионов достигала миллионов особей. Костей гиппарионов найдено множество.
5 млн лет назад появляются «настоящие» лошади с одним копытом. Они тоже появились в Северной Америке и быстро завоевали мир, повсюду вытесняя гиппариона. Их тоже были миллионы особей, и костей лошади найдено очень много.
А вот переходные формы от трехпалых лошадей к однопалым – не найдены. Этих животных было немного, за всю их историю – несколько тысяч. Мы или пока не нашли их останков, или вообще никогда не найдем.
Виды, роды, семейства и отряды всех животных имеют свои родины. Так и получилось с плацентарными млекопитающими: они возникли на просторах Лавразии, и осколки Гондваны долгое время знали только сумчатых и однопроходных. И даже в Южную Америку проникли только самые примитивные отряды плацентарных млекопитающих.
Высшие обезьяны возникли в Африке, Европе и Южной Азии. А в обоих Америках и в Австралии их не было, и там процесс возникновения человека не шел.
Итак, закономерность первая : новые виды и роды возникают быстро и имеют свои родины. Даже обидно как-то: попал в новую «точку эволюции» – и все в порядке: имеешь шансы стать предком существ нового вида. Не попал – и у тебя уже никаких шансов, ты находишься вне поля эволюции.
Правда, эта несправедливость касается только животных, люди с ней могут бороться… Как – расскажу в пятой главе.
Закономерность вторая: эволюция происходит в эпоху катастроф. В эпоху поднятия новых гор, оледенений, осушения мелководий, опустынивания, прочих ужасов. Давно известно, что число родов и семейств во всех группах животных резко возрастает в экстремальные климатические периоды [40] . И не только в климатические!
Один палеонтолог отмечал «…приуроченность эволюционных рубежей к тектоническим и климатическим перестройкам, которые в значительной степени определяют скорость эволюции» [41] .
Другой подчеркивал, что «глобальные вымирания в конце мела связаны с изменением конфигурации океанов и материков, трансгрессиями моря, изменениями химизма среды в целом [42] .
А третий так вообще написал, что перестройка биосферы на грани палеозоя и мезозоя связана с «рядом фаз орогенеза, охвативших большой промежуток времени» [43] и что «плейстоценовая биогеоценологическая катастрофа сократила фауну млекопитающих почти на четверть» [44] .
Приходится признать как эмпирический факт: биологическое и биоценологическое разнообразие возникает и усиливается как раз в периоды экстремумов, а вовсе не в периоды инерционного развития.
Люди не любят никаких экстремумов и стараются их избежать. Они считают «очевидными» и «разумеющимися само собой» представления о вредности, даже о губительности экстремальных состояний. Считается «очевидным», что система «должна» стремиться к состоянию равновесия, покоя и устойчивости, а периоды экстремумов влекут только разрушения, страдания и гибель.
Как правило, индивидуальный человек именно так и оценивает экстремальные периоды истории. При том что «есть упоение в бою и мрачной бездны на краю», что «Блажен, кто посетил сей мир в его минуты роковые», большинство людей не склонны искать «роковых» мгновений и уж тем более панически бегут от «мрачной бездны».
Но экстремальные периоды развития и есть то время, когда эволюция протекает ускоренно! Во время экстремумов словно уплотняется само время. За единицу стандартного астрономического времени протекает больше важных для эволюции событий, чем когда-либо.
Люди, жизнь которых пришлась на экстремальные периоды, обычно не очень радуются. Китайское проклятие «чтоб тебе жить в эпоху перемен» очень и очень характерно. И во время крушения Римской империи, и к концу Первой мировой войны многие вполне серьезно ждали конца света. Когда начали высыхать приморские водоемы в середине палеозоя, это был настоящий конец света для кистеперых рыб. Если бы они умели говорить и писать, рыбы наверняка рассказали бы о своих страданиях и о своем несогласии с таким поворотом событий. А то что это за жизнь: все чаще приходится переползать из одного водоема в другой, рискуя жизнью! Невероятные страдания, усилия, риск – и все ради того, чтобы остаться в воде. А предкам как было хорошо! Живи себе спокойно в воде, никаких тебе обсыханий…
Кистеперые рыбы все чаще переползали из водоема в водоем, постепенно порождая наземных животных, земноводных. Для вида в целом – триумф. Для отдельных особей – только сплошные неприятности.
Механизм приуроченности эволюции к эпохам перемен и катастроф даже понятен…
В инерционные периоды, когда все давно устоялось, виды слишком сильно связаны друг с другом, слишком сильно зависят друг от друга и в результате им становится буквально «некуда» развиваться. У каждого вида – своя кормовая база, своя экологическая ниша и свои места обитания.
В периоды же экстремумов виды и популяции оказываются не связаны друг с другом. Соответственно, каждый вид может развиваться вне сдерживающих воздействий других видов. А одновременно перед каждым видом и популяцией открываются перспективы занятия новых экологических ниш. «Эволюционное значение имеет попадание популяции в необычные условия» [45] . В результате происходят «быстрые несогласованные изменения отдельных видов [46] .
Новая растущая группа вряд ли займет место уже существующей, а скорее она займет нишу, обитатель которой вымер, или создаст новую. Разнообразие возрастет.
«На отрезке времени, для которого характерно… изменение, в ряде групп происходит как бы «проба сил», когда возникают группы, которые окажутся достаточно жизнеспособными и в будущем, и много «экзотичных» групп, просуществующих незначительное время» [47] .
Роберт Кэрролл убедительно показывает, что даже крупные таксоны возникают из популяций и даже из частей популяции, оказавшихся в нестандартной ситуации и «использовавших» эту ситуацию для собственного развития [48] .
Впрочем, тут пора сказать о третьей закономерности : всегда и во всех случаях изменяется не ВСЯ популяция, оказавшаяся в «точке эволюции» и во время крутых изменений всей природы.
Вот те же мелководья древних палеозойских морей – важнейшее «место эволюции». Вот начинается горообразование, площадь водоемов все сокращается. И что же, все кистеперые рыбы дружно стали превращаться в земноводных? Конечно, нет. Часть из них попросту погибнет: им не хватит чисто физических сил переползти из высохшего болота в еще полное воды. Они умрут по пути. Другие никак не решатся отправиться в дальний, трудный путь. Они не решатся, не смогут, упустят время и умрут вместе с высыхающим болотом.
У тех, кто будет постоянно ползать из водоема в водоем, плавники сделаются лапками, кожа станет плотнее и лишится чешуи, плавательный пузырь начнет превращаться в легкие, их мозг начнет усложняться… Словом, они начнут становиться земноводными. Это будет их Великий Эволюционный Шанс. Но этот шанс будет только у тех, кто оказался в нужном месте и в нужное время. Долгое время считалось, что кистеперые рыбы давным-давно вымерли, став предками наземных животных. А оказалось – до нашего времени у восточного побережья Африки живут-поживают кистеперые рыбы! Их даже не один, а как минимум три вида. Кистеперые рыбы любят прохладные глубокие воды и только в безлунные ночи поднимаются к поверхности воды. Местные жители ловят их ради вкусного мяса, а жесткой шкурой кистеперой рыбы – целаканта – зачищают велосипедные покрышки, обрабатывают поверхность деревянных изделий…
Эти кистеперые рыбы – потомки тех, кто не оказался в нужное время в нужном месте. И Великий Эволюционный Шанс прошел мимо.
