Эволюция для всех, или Путь кентавра - Александр Гангнус

Ну а что такое ты, читатель? Или я? Или лягушка, или елка? Это соединившиеся вместе отдельные клетки. Клетки, научившиеся жить вместе, разделив обязанности.

Итак, в ходе эволюции существа становились все более сложными. Конечно, это усложнение нельзя сводить только к соединению более простых частей. Но все-таки соединение какую-то роль не могло не играть…

Итак, природа знает сведение воедино, соединение свойств разных организмов, она даже не могла обойтись без него в какие-то эпохи. Древо не идеально. Да и не противоречит ли такое рассуждение правилу расхождения, выведенному дарвинизмом и очень плодотворному для многих поколений биологов?

ЭВОЛЮЦИЯ ЭВОЛЮЦИИ

В науке часто бывает так: спорят ученые до хрипоты, спорят всю жизнь, а правы-то оба, как потом выясняется.

Может быть, именно так обстоит дело с расхождением и сближением в мире живого. Может быть, обе точки зрения верны. Оба процесса — объединение и расхождение свойств разных существ — действуют в эволюции. И всегда действовали. Только в первые сотни миллионов лет эволюции объединение играло более заметную роль. Дерево разветвляется не только ввысь, в будущее, но и вниз, в прошлое. Ниже уровня земли — мощная система корней…

Но со временем организмов становилось все больше, они стали сильно отличаться друг от друга, научились все надежнее обособляться, защищать свое потомство от всяких неожиданных смешений, и все большую власть над ними приобретало правило дивергенции, которое и господствует в современном живом мире (и тут прав был Дарвин, считавший, что скрещивание, сближение видов или родов в современном мире есть и играет какую-то эволюционную роль, но ничтожную, несравнимую со всеобщим преобладанием расходящихся путей). Получается, что эволюция была всегда, но когда-то в ней главную роль играли иные законы, нежели сегодня. Эволюция сама развивалась, эволюционировала. Здесь мы подходим к другому очень древнему спору ученых — это спор о принципе актуализма.

Как-то мне пришлось быть на одном совещании геологов, где снова, как и сотню лет назад, разгорелся этот спор — спор о том, позволяют ли наши знания о нынешних вулканических, горообразовательных процессах, о том, как отлагаются сейчас илы на дне океана или галька в горных ущельях, производить уверенные реконструкции далекого прошлого. (Эта уверенность нужна геологам, чтобы улучшить методы разведки месторождений полезных ископаемых, ведь большинство таких месторождений возникло в очень давние времена.) Скорее всего, и здесь правы обе спорящие стороны. Наиболее общие законы действовали на Земле во все времена, и это позволяет нам вообще сметь рассуждать о временах миллиардолетней давности, но характер действия этих законов, их относительное значение менялись с ходом геологической истории. Происходила эволюция эволюции.

Что же касается древа эволюции, схождения и расхождения признаков, то, может быть, кроме них, в ходе эволюции действуют иногда совсем иные силы, вообще выходящие за рамки давнего спора. Но об этом мы поговорим в конце книги…

ИМПЕРИИ ЖИВОГО

Сам момент, когда из одного эволюционного ствола вырастают две ветви, не очень ясен. Именно эти разветвления по каким-то не совсем ясным причинам палеонтологи не могут найти в окаменелостях, напластованиях прошлых эпох — это называется неполнотой геологической летописи. Разветвления — очень важный момент теории эволюции. Когда произошла первая большая дивергенция?

Вот в «Солярисе» появились первые едоки-организмы — и сразу же стали уничтожать «питательный бульон», вещества преджизни, из которых могли возникнуть первые организмы. Они уничтожали «промежуточный тип», из которого могли возникнуть организмы еще раз! Именно поэтому жизнь могла зародиться на Земле только раз. И зародилась она именно с едоков, гетеротрофов, неспособных еще к фотосинтезу, самостоятельному извлечению углерода из тогдашней атмосферы.

И даже если кое-где и удавалось сохранившимся веществам преджизни породить вновь примитивные существа, эти существа опять-таки были обречены на уничтожение. Ведь жизнь на Земле ушла вперед, и хорошо развившиеся, приспособленные организмы были несравненно сильнее новичков.

Так произошла первая большая дивергенция. На живое и неживое — без промежуточного «полуживого» связующего звена между ними (нынешние вирусы и фаги могут служить только приблизительной моделью тех первичных полуорганизмов-полукристаллов, ведь они сейчас способны лишь к паразитическому существованию в организмах настоящих).

Дальше были события в мире первых клеток-прокариот. Это были «надцарства», или «империи» бактерий и архебактерий (архей). В эволюции эти «империи» возникли путем еще одной дивергенции (кто был раньше, пока трудно сказать) около 4 миллиардов лет назад. Не исключено, что были и другие дивергенции, другие «империи», не дожившие в самостоятельном виде до наших дней. Архей и бактерий не очень-то различали раньше, между ними много общего, но, похоже, именно из представителей этих и, возможно, других «империй» при их объединении под общей оболочкой получилось третье из нынешних надцарств, ядерные клетки-кентавры — эукариоты. Возможно, общая оболочка новорожденной клетки, которая не похожа на белковые оболочки вирусов и бактерий, как раз и принадлежала еще одному из не дошедших до нас в самостоятельном виде существ…

Среди собственно бактерий нашлись такие, что очень рано научились фотосинтезу. Цианобактерии, то есть сине-зеленые водоросли, живут на Земле без особых изменений по сей день, но в те времена и они поучаствовали в первой большой дивергенции, встроившись в качестве органелл-хлоропластов в клетки эукариот-водорослей (от которых произошли в дальнейшем все зеленые растения).

Три надцарства (эукариоты, прокариоты-археи и прокариоты-бактерии) сегодня считаются главными в живом мире, фундаментом всей систематики и одновременно эволюции.

В нашей «империи» эукариот царства животных, растений и (отдельно) грибов в эволюции располагаются рангом пониже.

ПЕРВАЯ РАЗДАЧА СКЕЛЕТОВ

До сих пор мы рассуждали о временах, от которых в геологических пластах, этой каменной летописи Земли, не осталось почти ничего. А то, что осталось — какие-то крошечные микроскопические окаменевшие палочки, шарики и нити в древних горных породах Гренландии, Австралии, Канады, Африки, Карелии, — это все очень трудно рассматривать, нет даже полной уверенности, что это живые организмы, а не какие-то минеральные причуды природы. Если же это все-таки остатки живых существ, то это очень интересно — ведь такие же палочки, шарики и нити ученые часто находят в веществе каменных метеоритов, падающих на Землю из межпланетного пространства.

Если эти шарики и нити были живыми существами, то между ними должны попадаться и те, которые мы могли бы считать нашими предками, если бы у нас было хоть малейшее понятие, чем наши предки-шарики (нити — это все-таки, видимо, древние водоросли) отличались от других шариков-микроорганизмов, которые нашими предками не являются. Бесспорно только одно — они, наши предки, были вот такими крошечными бактериоподобными организмами, и даже трудно сказать, были ли эти крошки ближе к животным или растениям (так же, как это трудно сказать про современных микробов).

Семь восьмых истории жизни на Земле ученые называют эрой скрытой жизни — криптозоем. Почти все нерастительные организмы Земли все это время развивались и эволюционировали, будучи мягкими, бесскелетными. Погибая, организмы разлагались без следа, не оставляли окаменелостей. Лишь очень редко эти мягкие медузоподобные существа — все они были жителями древних морей, озер и рек — так захоронялись в иле, что разлагались очень медленно и их мягкие тела замещались твердым кремневым веществом. Несколько десятков слепков таких древних животных палеонтологи — специалисты в изучении вымерших животных и растений — обнаружили в древних отложениях Австралии и некоторых других областей Земли. Но и среди этих редких слепков трудно найти наших предков, может быть, их даже и не удастся никогда найти и узнать.

И все-таки не вся жизнь в докембрии была скрытой, бесскелетной. И тогда были существа, которые научились выделять известь и строить коллективные скелеты, похожие на нынешние постройки коралловых полипов. Эти коллективные скелеты составляют красивейший мрамор, давно получивший название «коврового камня» или, по-гречески, строматолита за свой необычайно ритмичный, похожий на орнамент ковровый рисунок.

Строматолитами почти всю свою научную жизнь занимался замечательный геолог и писатель, необычайно одаренный, тонкий и остроумный человек И. Н. Крылов. Ему я, пишущий эти строки, обязан многим, в том числе, отчасти, и замыслом этой книги.