Полеты воображения. Разум и эволюция против гравитации - Ричард Докинз
Пушистый хвост – не то же самое, что пара крыльев. Это даже не парашют, как у белки-летяги или шерстокрыла. Однако теперь вы легко поймете, как продолжать аргументацию. У любой белки под мышками есть маленькая кожная складочка. Эта складочка чуть-чуть увеличивает площадь поверхности белки, почти не прибавляя ей веса, и может увеличивать расстояние, которое белка может перепрыгнуть. Расстояния между ветками в лесу представляют собой сплошной континуум. Какое бы расстояние ни могла преодолеть конкретная особь, в кронах деревьев всегда найдутся две ветки, дистанция между которыми чуть больше – и ее может преодолеть другая белка, потому что у нее чуть больше площадь складочки под мышками. Тут у нас появляется основа для другого плавного подъема к совершенству. Что нам и требуется для обоснования теории эволюции. В конце этого подъема будет белка-летяга, сахарный поссум или шерстокрыл с полноценным патагием.
Но почему в конце подъема? Зачем останавливаться? Летучие мыши и шерстокрылы двигают конечностями, когда планируют, и это дает им возможность рулить полетом. Не будет ли совсем маленьким шагом вперед научиться двигать лапками ритмичнее и энергичнее, пока это не перейдет во взмахи крыльями, как у птиц? Начнем с того, что, если махать крыльями, это позволит лишь совсем немного удлинить дистанцию плавного спуска. Однако разве не очевидно, что рано или поздно животное научится продлевать полет неопределенно долго? Может быть, именно так и появились летучие мыши?
НЕ С ЭТОГО ЛИ НАЧИНАЛИ ЛЕТУЧИЕ МЫШИ?
У шерстокрыла перепончатые лапы. Однако площадь перепонки составляет лишь малую долю площади большого патагия.
Чтобы сделать летучую мышь из шерстокрыла, достаточно отрастить пальцы.
По воле случая нет никаких ископаемых, которые подсказали бы нам, когда летучие мыши впервые поднялись в воздух, но представить себе правдоподобную траекторию подъема к совершенству мы можем. Патагий шерстокрыла натягивается в основном между костями основных конечностей и хвоста. Однако у него есть перепонки и между короткими пальцами. У водяных птиц и млекопитающих встречаются перепончатые лапы, вспомним уток и выдр. Небольшие перепонки между пальцами бывают от рождения даже у некоторых людей. Это случается из-за одного любопытного явления в эмбриологии – так называемого апоптоза, программируемой смерти клетки. Во время развития эмбриона, в том числе и человеческого, пальцы сначала соединены перепонками, затем их клетки отмирают по тщательно запрограммированному плану. Программируемая смерть клеток – это один из приемов, применяемых, чтобы изваять эмбрион. Перепонки между пальцами есть у всех млекопитающих в утробе матери, а потом они остаются только у выдр и других водных обитателей, которым перепонки нужны, чтобы плавать. А еще – у летучих мышей, которым они нужны, чтобы летать. И у некоторых людей, у которых апоптоз не завершился.
КАК ПРОРЕЗАЮТСЯ ПАЛЬЦЫ
В утробе матери у всех нас есть перепонки между пальцами.
Некоторые их не утрачивают.
Пальцы у шерстокрыла короткие. Сразу видно, как какой-нибудь предок шерстокрыла мог постепенно отращивать пальцы с перепонками и в конце концов стал летучей мышью. Шерстокрылы – одинокая ветвь генеалогического древа, у них нет близких родственников среди других млекопитающих. Ближайшие ныне живущие их родичи после приматов – летучие мыши. Даже если бы они не были родственны летучим мышам, моя логика все равно была бы надежной. Задача приобрести в ходе эволюции патагий, а затем и крылья для предков летучих мышей была отнюдь не сложной, а напротив, совсем простой: достаточно лишь воздержаться от апоптоза, а параллельно удлинить кости пальцев относительно костей передних конечностей. А догадаться, каково было требование естественного отбора, просто до очевидности: постепенное, по сантиметру, увеличение дистанции прыжка, сопровождаемое постепенным удлинением пальцев с перепонками, что давало возможность тонко управлять конфигурацией летных поверхностей. Затем появилось умение махать крыльями, и кульминацией всего этого процесса стал настоящий полет.
Здесь я должен упомянуть, что ученые отстаивают две соперничающие теории того, как позвоночные встали на путь полета. Одна теория – “с деревьев вниз”, другая – “с земли вверх”. Пока что я упоминал только первую. Признаюсь, мне она больше нравится. Но каждая теория справедлива для разных летающих животных. Например, летучие мыши, вероятно, возникли согласно теории “с деревьев вниз”, а птицы – “с земли вверх”, к которой мы сейчас обратимся. Птицы произошли от рептилий, уже покрытых перьями и бегавших на задних лапах. Их предками были динозавры – родичи легендарных грозных тираннозавров.
Бегать на двух ногах можно очень быстро, что доказывают сегодняшние страусы. А если быстро бегаешь на задних ногах, передние конечности участвуют в этом лишь косвенно, в отличие от конечностей галопирующих млекопитающих. Тогда, возможно, им удастся найти другое применение. Спортсмены во время бега энергично машут руками вперед-назад. Страусы при помощи “рук” (или укороченных крыльев, унаследованных от предков) ловят равновесие, особенно на поворотах.
Вероятно, рептилиям было экономичнее бегать, перемежая шаги прыжками. Перья, которые первоначально возникли в ходе эволюции для теплоизоляции, помогали прыгать примерно так же, как пушистые хвосты помогают белкам. Особенно перья хвоста и передних конечностей, которые делали прыжки длиннее – так же, как патагий. Тут, вероятно, оказывалось очень полезно растопыривать передние конечности ради равновесия, так из них и получились рудиментарные крылья, которые еще не позволяли летать по-настоящему, но помогали прыгать. Как бы далеко ни могла прыгнуть рептилия без оперенных передних конечностей, у нее это получалось чуть-чуть дальше, если она их растопыривала. Мы уже знаем, что павлины и фазаны летают неважно, их полет – не более чем затяжной прыжок, при помощи которого птицы избегают опасностей. С течением поколений наблюдался плавный подъем ко все более и более длинным прыжкам ради спасения при содействии все более и более увеличивавшейся площади поверхности оперенных передних конечностей, и кульминацией стали настоящие полеты на произвольные расстояния.
Если обратиться от добычи к хищникам, в нашем распоряжении “теория прыгающего хищника”. Согласно этой гипотезе, существовала какая-то разновидность оперенного динозавра, которая специализировалась на охоте из засады. Это животное пряталось в каком-то месте, откуда открывался хороший обзор, и ждало, когда мимо пройдет добыча. После чего прыгало. Оперенные крылья и хвост ненадолго удерживали хищника в воздухе, а следовательно, он мог наброситься на добычу с большего расстояния. Затем, вероятно, следовал постепенный подъем к совершенству – в постепенном увеличении длины прыжка за добычей.
Существует и еще один вариант теории “с земли вверх”, основанной на беге. Насекомые открыли полет
