Трилобиты: Свидетели эволюции - Ричард Форти

Одно из ископаемых в сланцах Бёрджес — это трилобит Olenoides, еще один из тех редких видов, на которых изучались прекрасно сохранившиеся конечности. В силу особых условий захоронения в сланцах Бёрджес до нас дошли поблескивающие отпечатки не только ножек и жабр, но и пищеварительного канала. Olenoides (см. приложение рис. 7), как и Triarthrus, изучали многие ведущие трилобитчики, начиная с Чарльза Дулитла Уолкотта. В 1980-х гг. Гарри Уиттингтон — и это не удивительно -выполнил сравнительное описание Olenoides. Важно, что у него все ножки были единообразными, именно такими, как я описал раньше у других видов. На цефалоне находились три пары конечностей и пара антенн; на каждом туловищном кольце крепилась двуветвистая ножка. Отличие состояло в том, что у Olenoides и на заднем конце имелась пара особых, похожих на антенны придатков — их называют хвостовой вилочкой, или по-научному хвостовой фуркой. Но общий план строения остался по-прежнему неизменен. Гарри подметил, что основания ходильных ножек были массивны и снабжены острыми шипами, направленными внутрь, к оси симметрии животного, т.е. получался коридор из шипов. Он интерпретировал его как своеобразный фильтр, который задерживает пойманную живность и направляет по коридору ко рту, расположенному под гипостомой. Olenoides был хищником и мог проглотить весьма внушительную добычу: например, различных «червей», которые нередко встречаются в сланцах Бёрджес. Хищники и жертвы объявились вместе.

Трилобиты были среди тех многочисленных персонажей, которые столь эффектно появились при первых аккордах боевика «Бёрджес». Но многие годы до открытия в 1909 г. Уолкоттом местонахождения Бёрджес трилобиты оставались единственными известными членистоногими кембрия, это преимущество было следствием лучшей сохранности кальцитового панциря перед хитиновым. В их строении собралось все примитивное, что в принципе имеется у членистоногих созданий. Потому по молчаливому согласию их назначили предками всех членистоногих. Хотя даже ранние натуралисты осознавали, что трилобиты довольно сложные существа — есть глаза и все такое. И как тогда объяснить их внезапное появление? Чарльз Дарвин выразил необычную уверенность в гл. 10 «Происхождения видов»: «Нельзя, например, сомневаться в том, что все [кембрийские][29] трилобиты произошли от какого-нибудь одного Crustacean, которое должно было существовать задолго до кембрийского периода…» Эти строчки написаны за 13 лет до того, как Томас Гарди столкнул своего героя с другим «примитивным ракообразным». Трилобитов отнесли к членистоногим почти инстинктивно. Антрополог Кеннет Оакли обнародовал информацию о трилобите с дырочкой — вероятно, это была подвеска, — найденном в Трилобитовом гроте в Йонне во Франции. Артефакты в этой пещере датируются поздним палеолитом, так что от этого времени нужно отсчитывать историю взаимоотношений трилобитов и человечества. В той же пещере найдена красивая резьба в форме жука. «Кажется логичным, — заключает в 1965 г. Оакли, — что трилобит выглядел для наивных, но наблюдательных и рассудительных магдаленцев подобием насекомого в камне». Так оно и было. Магдаленцы видели насекомого, Дарвин — ракообразного, Уолкотт — скорпиона, и у каждого была своя правда.

Но объективный ответ на простой вопрос — кто же ближайший родственник трилобита? — пока ускользал и хочешь не хочешь напрямую был связан с проблемой кембрийского взрыва. Сначала стали известны и другие кембрийские членистоногие, покусившиеся на эксклюзивное право трилобитов считаться самыми примитивными. Любое из них может претендовать на приоритет. Одни из них также имеют знакомые нам ветвистые конечности. И даже вот как: следы, которые оставляют такие конечности, сохраняются в ископаемой летописи и появляются немного раньше самих окаменевших членистоногих[30]. Предполагалось, что эти следы — их именуют Rusophycusu Cruziana — от трилобитовых ножек, но, когда выдвигалось это предположение, других подозреваемых, кроме трилобитов, еще не было. А теперь они известны. Поэтому открытие местонахождения Бёрджес с остатками мягкотелых, а также других мест, подобных ему, но более раннего геологического возраста, только все усложнило. Тем не менее я попробую предложить простое объяснение. Когда Гарри Уиттингтон и его ученики Дерек Бриггс и Саймон Конвей Моррис (теперь они уже сами известные профессора) в 1970-1980-х гг. занимались фауной из Бёрджес, они подчеркивали прежде всего своеобразие этих животных. Положим, они описывали «костюмы» своих персонажей впервые и во всех деталях, чего со времен Уолкотта, поднявшего занавес этой пьесы, никто не делал[31]. Так много различий в строении ножек, панцирей, так загадочны те или иные признаки найденных животных, что все они, казалось бы, говорят за то, что членистоногие и примкнувшие к ним сородичи произошли не от одного, а от нескольких предков. Подобные случаи корректно называть полифилетичным происхождением. На пике популярности «взрывологии» полифилия стала расхожим объяснением. Гарри Уиттингтон считал, что разные типы членистоногих из Бёрджес произошли параллельно от разных докембрийских мягкотелых предков. Согласно этой, но только доведенной до крайности точке зрения некоторые кембрийские животные настолько отличались от всех остальных, что каждый из них заслуживал выделения в высшую таксономическую категорию — в отдельный тип. Это и не моллюски, и не членистоногие. А кто же тогда? Так пусть это будет особый тип, сам по себе. Известны слова Саймона Конвея Морриса, когда тот, открывая ящик с новым материалом и рассматривая новых ископаемых, воскликнул: «Черт! Опять новый тип!» Вероятно, потом у него появились причины признать неверными эти слова. В более скромном варианте этих трудноопределимых тварей с экстравагантной внешностью называют «неудачными планами строения». В них нет недостатка: членистоногие с гигантскими передними конечностями, или колоссальными перистыми антеннами, или с бессчетными сегментами. И все они появились где-то в районе основания кембрия около 540 млн. лет назад в результате невероятного всплеска эволюционного творчества. Настоящий взрыв. Эффектное появление на геологической сцене жизненного многообразия посчитали естественным актом эволюционной истории. Среди выпущенных тогда на сцену пробных персонажей были и трилобиты; они, безусловно, участники всех событий и должны были видеть сквозь чудесные хрустальные глаза своих щетинистых или тонконогих соседей. Ни одно другое «пробное» кембрийское животное не обзавелось столь изощренным оптическим приспособлением.

Когда Гулд в «Удивительной жизни» представлял первый вариант теории взрыва, он описывал различных животных и сопровождал описания выводами, следующими из их строения. С известной щедростью он приписывал большинство новых идей о кембрийских событиях Саймону Конвею Моррису. «Как многому в этой книге, и самим примером, и его предварительной проверкой, я обязан Саймону Конвею Моррису»[32], — такая вводная фраза типична для «Удивительной жизни». И все же над переописанием фауны из сланцев Бёрджес работала целая команда под руководством Гарри Уиттингтона. Саймон Конвей Моррис, Дерек Бриггс, Дэвид Брутон, Крис Хьюз — все они изучали разных животных из коллекций Бёрджес. Когда я только получил место специалиста по трилобитам, туда же, в Кембридж, в музей Седжвика, прибыли «мальчики из Бёрджес» и, уютно устроившись в своих кабинетах, дни и ночи напролет лихорадочно препарировали, фотографировали, обсуждали своих непостижимых животных. А я присутствовал как восторженный наблюдатель, которому дозволялось по ходу дела участвовать в беседах и философствованиях. Я бился вместе с Дереком Бриггсом над ископаемыми членистоногими Sanctacahs и Canadaspis, разложенными в обычных деревянных лотках с обычными темными сланцами, на поверхности которых волшебно объявлялись все эти необычные твари. На первых порах меня интересовало, как эти замечательные создания могут прояснить вопрос о родственных связях трилобитов. И в те годы, что удивительно, мне не приходилось ни от кого слышать слово «взрыв».

Как всегда случается с большинством новых и привлекательных теорий, едва только она появилась в научном обиходе, немедленно в ее поддержку отовсюду, из разных источников, стали набираться факты, и теория о быстрых эволюционных трансформациях в некий критический исторический момент стала набирать силу. В прошлой главе мы встретились с HOX-генами — теми, что контролируют процесс развития всех животных. Членистоногие, как правило, состоят из сгруппированных так или иначе сегментов, и читатель уже знаком с соответствующей упаковкой у трилобитов — с цефалоном, туловищем и пигидием. Но у других членистоногих сегменты могут быть сгруппированы иначе: в голове может помещаться разное число сегментов и в туловище тоже. Похоже на компоновку поезда: его можно составить из разных наборов пассажирских и моторных вагонов. И вот согласно одной из теорий кембрийский взрыв записал тот ключевой момент, когда HOX-гены начали по-всякому перекомпоновывать наборы сегментов и конечностей. Они, HOX-гены, выполняют работу демона-распорядителя на биологической сортировочной станции, формируя новые подвижные составы. И во время великой кембрийской демократии целый выводок этих экспериментальных составов был выпущен в мир — а там выбирайся, как знаешь. Одни из них оставили эволюционное потомство, другие канули в никуда, когда закончился период невероятного эволюционного плодородия. Другая теория предполагает удвоение геномов в ту творческую эпоху, в результате чего вдвое возросла вероятность обновления морфологии. И даже на миг показалось, что дарвиновский «необъяснимый случай» может быть, в конце концов, объяснен. Взрыв стал поворотным этапом жизни, преодолевшим, вероятно, какой-то экологический предел, который стоял на пути докембрийского мира, и тогда возможности жизни сказочно расширились, и в эволюционной пьесе внезапно прописались совершенно новые персонажи. На какое-то время в действие допускались любые необычные герои. То был древний карнавал безумств, эволюционный Марди Гра, когда в один геологический день в праздничном шествии дурачились любые маски, на какие только способно воображение сюрреалиста. Смотри — монстр со стеклянными глазами! Оглянись! Оглянись! Вон высунулся из трубки кто-то блестящий с завитушками, сирота безродная! Шоу уродов открыто весь день.