Книга Рассказ предка. Паломничество к истокам жизни - Ричард Докинз

Чтобы изучить конвергенцию, не обязательно полагаться на географическое разделение, как в австралийском естественном эксперименте. Мы можем провести эксперимент, “перезапуская” эволюцию не из одной точки в разных географических областях, а из разных точек в одной области. Ведь конвергенция наблюдается у животных, настолько не связанных друг с другом, что паттерны не имеют отношения к географическому разделению. Согласно некоторым оценкам, “глаз” независимо появился в животном мире 40–60 раз. Этому вопросу я посвятил главу в книге “Восхождение на пик Невероятности” и не буду здесь повторяться. Скажу лишь, что профессор Майкл Лэнд из Университета Сассекса, ведущий специалист по сравнительной зоологии глаза, выделяет девять видов оптического механизма, каждый из которых появлялся в эволюции более одного раза. Профессор любезно подготовил для этой книги схему, где пики соответствуют случаям независимого появления глаза.

Складывается впечатление, что жизнь изо всех сил стремится к эволюции глаза (см. вкладку). Мы можем с уверенностью сказать, что статистически значимая доля “перезапусков” по Кауфману привела бы к появлению глаза. И не просто глаза, а сложного глаза, похожего на глаза насекомых, креветок или трилобитов, и камерного глаза, как у нас или кальмаров, с цветовым зрением и механизмами настройки фокуса и диафрагмы. Также с высокой долей вероятности появились бы глаза, похожие на рефлектор радиолокационной антенны, как у морских блюдечек, и глаза-обскуры, как у наутилуса – современного, похожего на аммонита моллюска с плавучей спиральной раковиной (см. рандеву № 26). И если на других планетах есть жизнь, можно смело ставить на то, что и там есть глаза, работающие по знакомым нам оптическим принципам. Есть не так много способов получить глаз, и жизнь наверняка перепробовала их все.

Такого рода оценки допустимы и для других адаптаций. Эхолокация появлялась не меньше четырех раз: у летучих мышей, усатых китов, птиц гуахаро и пещерных стрижей. Это происходило не чаще эволюции глаза, но все же достаточно часто, чтобы счесть, что при подходящих условиях она появится снова. Вполне возможно, что “перезапуски” эволюции снова и снова открывали бы одни и те же приемы преодоления трудностей. Здесь я тоже не буду повторяться (см. мою книгу “Слепой часовщик”), а подведу итог. Чего стоило бы ожидать от “перезапусков”? Многократно эволюционировала бы эхолокация с использованием высокочастотных сигналов (которые обеспечивают лучшее разрешение, чем низкочастотные). Сигналы, по крайней мере у некоторых видов, вероятно, будут частотно-модулированными, понижающимися или повышающимися (это обеспечивает точность распознавания благодаря разнице между первым и последним участками). Вычислительный аппарат, который используют для анализа эха, вполне мог бы проводить (конечно, подсознательно) подсчеты, основанные на допплеровском смещении частоты эха. Ведь эффект Допплера универсален для любой планеты, где есть звук, и летучие мыши в совершенстве им владеют.

Как узнать, что глаз или эхолокация эволюционировали независимо? Изучая генеалогическое древо. Родственники гуахаро и пещерных стрижей не пользуются эхолокацией. Гуахаро и пещерные стрижи независимо перешли к жизни в пещерах. Мы знаем, что эхолокация развилась у них независимо, потому что никто из их родственников это не практикует. Возможно, у разных групп летучих мышей этот навык эволюционировал независимо. Мы не знаем, сколько раз появилась эхолокация. У некоторых землероек и тюленей эта способность имеется в рудиментарной форме (она есть и у некоторых слепых людей). Пользовались ли эхолокацией птеродактили? Вполне возможно: ночью можно много чем поживиться, а летучих мышей в то время еще не было. То же относится и к ихтиозаврам. Внешне они напоминали дельфинов и, вероятно, вели сходный с ними образ жизни. Поскольку дельфины интенсивно используют эхолокацию, логично спросить, делали ли это ихтиозавры. Прямых доказательств нет. Существует один довод против: у ихтиозавров были очень большие глаза (одна из их самых заметных черт). Это, возможно, свидетельствует о том, что они полагались в основном на зрение, а не на эхолокацию. У дельфинов, напротив, глаза не очень крупные, а одна из их самых заметных особенностей – шишка (“дыня”) над рылом, которая работает как акустическая “линза”: она собирает звук в узкий, направленный вперед пучок.

Как любой зоолог, я могу просмотреть свою мысленную базу данных царства животных и приблизительно ответить на вопросы вроде: “Сколько раз в эволюции независимо появился признак икс?” Если провести подсчеты более систематично, из этого мог бы получиться хороший исследовательский проект. Оказалось бы, что некоторые признаки появились “много раз” (как глаз) или “несколько раз” (как эхолокация). Некоторые – “лишь однажды” или даже “никогда”, – хотя такие примеры найти неожиданно трудно. Различия могут быть весьма любопытными. Я подозреваю, мы открыли бы эволюционные пути, которыми сильнее всего “желает” следовать жизнь. Другие пути имеют более сильное “сопротивление”. В “Восхождении на пик Невероятности” я привел аналогию: огромный музей жизни (реальной и потенциальной), в котором коридоры во многих измерениях представляют собой эволюционные изменения (реальные и потенциальные). Некоторые из коридоров – широкие, манящие. Другие перегорожены барьерами, которые трудно или даже невозможно преодолеть. Эволюция многократно устремляется широкими коридорами и время от времени неожиданно преодолевает один из барьеров.

А теперь рассмотрим несколько признаков, для которых стоит провести подсчет. Ядовитое жало, впрыскивающее яд под кожу, независимо эволюционировало не менее десяти раз: у медуз и их родственников, у пауков, скорпионов, многоножек, насекомых, моллюсков (конусы), змей, акул (хвостоколовые скаты), костистых рыб (бородавчатка), млекопитающих (самцы утконосов) и растений (крапива). Держу пари, что яд, в том числе его подкожное впрыскивание, не раз появлялся бы в экспериментах по “перезапуску” эволюции.

Производство звуков в социальных целях независимо развилось у птиц, млекопитающих, сверчков и кузнечиков, цикад, рыб и лягушек. Электролокация – использование слабых электрических полей для ориентации в пространстве – эволюционировала несколько раз (см. “Рассказ Утконоса”). Несколько раз независимо эволюционировало использование электрического тока в защитных целях – вероятно, возникшее на основе электролокации. Мы довольно уверенно можем делать ставку на повторную эволюцию существ, использующих электричество для ориентирования и в качестве оружия.

Истинный машущий полет, в противоположность пассивному планированию или парашютированию, эволюционировал, судя по всему, четыре раза: у насекомых, птерозавров, летучих мышей и птиц. Парашютирование и планирующий полет различных типов независимо развился, вероятно, не менее ста раз и, возможно, является эволюционным предшественником истинного полета. Он встречается, например, у ящериц, лягушек, змей, “летучих” рыб, кальмаров, шерстокрылов, сумчатых и грызунов (дважды). Я бы мог поставить крупную сумму на то, что в условиях “перезапуска” эволюции по Кауфману планирующие животные появлялись бы снова и снова. (Что касается истинного машущего полета, то я ограничился бы средней суммой.)

Реактивная тяга, вероятно, появилась дважды: у головоногих моллюсков (причем кальмары развивают высокую скорость) и гребешков. Последние обитают преимущественно на морском дне, но могут и плавать. Они ритмично открывают и закрывают створки раковины, щелкая ими, как кастаньетами. Можно было бы предположить (я, например, так и делаю), что они при этом двигаются “назад”, в направлении, противоположном щелчку. Но нет: гребешки движутся “вперед”, как бы прогрызая путь сквозь толщу воды. Дело в том, что щелкающие движения прокачивают воду через пару отверстий, расположенных позади замка раковины. Две образующиеся струи и толкают моллюска “вперед”.