Трилобиты: Свидетели эволюции - Ричард Форти

Глава 7.

Вопрос жизни и смерти

Трилобиты, как и все остальные животные, эволюционировали. Я не имею в виду, что они изменялись со временем: это само собой разумеется. Трилобиты из нижнего кембрия, скажем Olenellus, разнятся с позднекембрийскими, а те, в свою очередь, совсем не похожи на трилобитов из ордовика, ордовикская братия опять же отличается от той, что находится выше по разрезу — силурийской или девонской. Даже не очень опытный поклонник трилобитов с одного взгляда определит возраст ископаемого, хотя может и не знать, что это в точности за вид. Он будет ориентироваться на некий «экспертный» опыт, на общее впечатление, которое редко обманывает. Очевидно, что трилобиты сменяли друг друга с течением «геологического» времени. Каждый новый вид трилобитов, который мы находим в геологическом обнажении, указывает нам на эволюционное событие, хотя в самой каменной породе данного обнажения никаких указаний на это событие мы не найдем. Эволюцию «в действии» удается проследить довольно редко. Этот прозаичный факт ученые креационистского толка вывернули наизнанку, представив дело так, будто ископаемые не подтверждают эволюцию, но это совсем не одно и то же. В действительности, порядок появления трилобитов согласуется с эволюцией: как мы это видели на примере примечательного, эволюционно продвинутого шизохроального глаза трилобитов: у кембрийских трилобитов признаки более примитивные, чем у ордовикских и других более молодых по геологическому возрасту. На деле довольно трудно уловить самый момент появления нового вида. Когда происходит кража, мы редко застаем вора стоящим посреди обворованной квартиры с тюком награбленного в руках: обычно мы приходим домой и натыкаемся на оставленный вором разгром. То же и с формированием вида — после своего быстрого образования вид довольно долгое время устойчив, так что мы, скорее, столкнемся с этим периодом его истории: здесь сработает обычная статистическая вероятность, которой безразлично, дарвинисты мы или нет. Продолжим метафору из криминального мира: поскольку улики не показывают картину во всей полноте, осудить преступника вряд ли получится.

Поэтому вдвойне ценны те примеры, когда удается наблюдать ход эволюции. Наш с вами род Homo и несколько его видов, родственных современным людям, не самый удачный пример в этом смысле: слишком мало ископаемого материала[39] и слишком много споров. Это нисколько не означает, что мы не ищем новый материал о гоминидах, каждый год появляются сообщения о новых находках, просто история человека не лучший пример для изучения процессов видообразования. Все же находки древнейших людей слишком редки. Напротив, вокруг трилобитов разворачивались самые оживленные споры по поводу эволюционных процессов. Так как трилобиты относительно сложны и многочисленны, они служат превосходным «экспериментальным» материалом, на основе которого можно рассмотреть, как создаются виды. Еще одно членистоногое — фруктовая мушка Drosophih — много лет используется в лабораториях для наблюдений за «генетикой в действии». Классические работы по наследственности выполнены на этой крошечной мушке. Когда потребовалось выяснить роль отдельных генов, в том числе из группы HOX-генов, отвечающих за порядок развития, именно из Drosophila выращивали безнадежных, но бесценных в смысле информации монстров с лишней парой крыльев или с ногами вместо антенн. Но мухи слишком нежны и способны сохраняться в ископаемом виде исключительно в янтаре. Может быть, прочным трилобитам суждено сыграть роль геологической фруктовой мушки.

Хорошо бы нам для наших эволюционных задач отыскать последовательность видов, которые располагались бы один за другим в сходных породах и которые мы могли бы достаточно уверенно выводить один из другого. Нужна еще возможность отобрать побольше образцов из всех слоев — и из более древних, и из более молодых, — чтобы проследить и оценить изменение формы животных во времени, т.е. по мере отложения осадочных слоев. Не в последнюю очередь это требуется, чтобы убедить скептиков, которые вообще сомневаются в реальности эволюции. Причем подойдет лишь такая последовательность осадочных слоев, в которой не будет перерывов в накоплении осадка, так как самый момент превращения одного вида в другой может прийтись именно на такой перерыв. Большинство последовательностей, с которыми мы имеем дело, имеют перерывы, они неполны. Неудивительно, что все выставленные условия выполняются чрезвычайно редко: то одного не хватает, то другого. Наиболее пригодными для исследований оказываются сравнительно молодые по геологическому возрасту породы, которые отлагались на дне глубоководных зон: непрерывный планктонный «дождь», морось из оседающих на дно крошечных ракушек отсчитывали мгновения геологического времени. Значительную долю этих мельчайших ископаемых составляют одноклеточные организмы с известковыми раковинками, они называются фораминиферы; не в последнюю очередь из-за своего обилия фораминиферы составляли наилучшие примеры эволюционных историй. В одном образце породы может быть сотни раковинок. С другой стороны, малый размер означает довольно простое строение — несколько округлых камерок диаметром с миллиметр. К тому же, возможно, в эволюции планктона есть свои особенности, отличные от придонных соседей. Так что трилобиты могут оказаться более подходящей моделью для изучения эволюции морской жизни. И тут сразу же встает проблема: для убедительного исследования нужно собрать достаточно много образцов. Это означает многие часы полевых работ с молотком в руках, даже если ископаемые более или менее обильны. Трилобиты — это вам не фруктовые мушки, их нельзя выводить поколение за поколением, чтобы узнать, что и как изменяется у потомков. Чтобы добыть приличный образец, приходится работать долго и тяжело. Несколько ученых обладали необходимым упорством, выносливостью и терпением. Как мы увидим ниже, трилобитовые примеры привели их к противоположным выводам о происхождении новых видов.

Выражение «прерывистое равновесие» сегодня хорошо известно: я недавно узнал его в уродливом сокращении «пре-рав» у одного австралийского философа. Очень немногие ученые, не говоря уже о более широком круге людей, знают, что сама идея «прерывистого равновесия» основывается на трилобитах. В конце 1960-х гг. молодой американец Нильс Элдридж занимался девонским родом Phacops из Северной Америки. Мы уже встречались с Phacops, обладателем великолепных, сложнейших шизохроальных глаз, в которых каждая линза — малюсенький кальцитовый шарик, отграниченный от соседних узенькой межлинзовой склерой. Число линз сравнительно невелико, их можно посчитать под микроскопом. Эти трилобиты довольно обычны в слоях соответствующего возраста: их можно найти в районе Нью-Йорка, в Айове, Оклахоме и множестве других мест. Они часто встречаются в известняке, такой вид сохранности позволяет рассмотреть самые мельчайшие подробности строения. Несколько ударов молотком в правильном месте — и вот он, Phacops, как будто приговаривает: «Джипер-Крипер, как я гляделки выпер?» Phacops как раз предоставляет тот редкий случай, когда можно разобрать эволюционный переход от одного вида к другому, настолько подробна его палеонтологическая летопись. К чести Нильса, он учуял эту возможность на самых первых этапах своих исследований.

Нильс заметил различия в ансамблях глазных линз у разных видов Phacops. Он посчитал линзы в «дорзовентральных» группах, т.е. число линз в вертикальных рядах от верхней границы глаза до нижней. Давайте обратимся к его собственным наблюдениям, которые он подтвердил при работе над диссертацией. Вот как он описал это в книге «Картины эволюции» (The Pattern of Evolution, 1998):

Вот оно! Вырисовывается еще одна закономерность: на протяжении всего среднего девона у популяций Аппалачского бассейна неизменно оказывается 17 дорзовентральных групп… На Среднем Западе другой сюжет: в течение 2 млн. лет или около того их число 18, и оно оставалось неизменным; в следующие 2 млн. лет число опять же было постоянным, но уже 17, а не 18; в последний отрезок исследуемого времени у трилобитов оказалось 15 дорзовентральных групп… в разрезах Среднего Запада пропущены существенные временные отрезки, и они приходятся как раз на момент перехода с 18 рядов на 17 и с 17 на 15. Моря, в которых… обитали Phacops rana, просто пересыхали в эти интервалы времени…. изменения с 18 на 17 и позже с 17 на 15 обозначили моменты заселения моря Среднего Запада новыми популяциями. Можно предположить, что с уходом моря форма с 18 рядами вымерла, а когда море вернулось, на месте оказалась форма с 17 рядами, она и прижилась в преобразованной морской среде.

Нильс специально сосредоточился на изменениях глаз, потому что, как ему было известно, именно по этому признаку определяются виды данного рода. Если бы он изучал птиц, может быть, он обратил внимание на хвостовое оперение или птичьи песни. Если бы его предметом были моллюски, то в фокусе оказался бы рисунок раковины. Каждое животное утверждает свою индивидуальность, пользуясь своими средствами. По этим уникальным признакам представители одного вида узнают себе подобных.