Наука Плоского Мира - Терри Пратчетт

Эволюционная история плацентарных млекопитающих содержит множество спорных моментов и не изучена в достаточных подробностях. Первой веткой, отпочковавшейся от общего древа млекопитающих стали ленивцы, муравьеды и броненосцы — все те животные, которые выглядят «примитивными», хотя тому и нет никакой серьезной причины, ведь современные виды ленивцев, муравьедов и броненосцев с эволюционной точки зрения развиты в той же мере, что и остальные животные и сумели выжить в течение того же периода времени.

Настоящее развитие млекопитающих началось в раннем Третичном периоде, примерно 57–66 миллионов лет назад. Для этой эпохи был характерен мягкий климат, и даже на полюсах росли лиственные леса. Судя по всему, событие, погубившее динозавров, также привело к изменению климата, в том числе к более равномерному распределению осадков в течение года (в отличие от климата с сезонами дождей, во время которых выпадает годовая норма). Большая часть планеты была покрыта тропическими лесами, но основными их обитателями были древесные млекопитающие. Не было ни больших хищников, ни даже больших травоядных животных…, ни леопардов, ни оленей, ни слонов. На то, чтобы создать более крупных млекопитающих, эволюции потребовалось несколько миллионов лет. Вероятно, плотность лесов была намного выше, чем во времена динозавров, потому что на планете не было достаточно крупных существ, которые могли бы проложить сквозь них дорогу. Как следствие, у эволюции было меньше причин стремиться к животным крупных размеров, ведь их движение в таких лесах было бы весьма затруднительным.

Когда различные виды млекопитающих начали делать успехи, начался буйный рост их многообразия. Появились и тигрообразные, и бегемотообразные животные и даже гигантские куницы. Правда, по современным меркам они были немного неуклюжими и тяжеловесными и совсем не были похожи на грациозных и стройных животных вроде газелей, которые появились позже.

32 миллиона лет назад Антарктика снова покрылась льдом, и планета постепенно остывала. Эволюция млекопитающих сбавила темп, так что серьезных изменений на этом этапе не произошло. Встречались такие существа, как медведо-собаки, жирафо-носороги, свиньи размером с корову, ламы, верблюды, грациозные олени и кролики с копытами. 23 миллиона лет назад началось потепление. Отделение Антарктиды от Южной Америки привело к существенным изменениям в движении океанических течений, образов вокруг южного полюса замкнутый непрерывный поток холодной воды. По мере того, как вода на полюсах превращалась в лед, уровень моря падал; из-за обнажившейся суши и уменьшения объема воды в океане климат стал более суровым, так как температура на суше может меняться быстрее, чем в море. Падение уровня моря привело к образованию сухопутных мостиков между материками, которые раньше были изолированы друг от друга. Изолированные экосистемы начали перемешиваться по мере того, как животные перебирались на новые территории. И примерно в это же время эволюция некоторых млекопитающих решила пойти неожиданным путем. Она развернулась на 180 градусов.

И отправила их обратно в море.

Сухопутные животные изначально вышли из моря — несмотря на все попытки волшебников их остановить. Теперь же некоторые млекопитающие решили, что вернуться обратно было бы неплохой идеей. Волшебникам такое поведение кажется трусливым актом отступничества, как будто животные сдались и просто вернулись домой. Даже для нас подобное явление выглядит как шаг в сторону регресса, практически идущий вразрез с самой идеей эволюции: если выход из океана на сушу с самого начала был такой удачной идеей, то какой смысл возвращаться назад? Однако эволюционные игры разворачиваются на фоне изменчивой окружающей среды, и океаны уже стали другими. В том, числе другой стала и доступная в них пища. Именно к эпохе среднего Эоцена относятся первые ископаемые останки китов, например, 60-футового (20 м) базилозавра с двумя крошечными ногами, расположенными у основания длинного хвоста. Мы также располагаем останками его предков, которые действительно были похожи на небольших собак.

Средиземное море оказалось перегороженным, Африканский континент присоединился к Европе, в результате чего животные, которые до этого обитали исключительно в Африке, в частности, слоны и приматы, проникли в Европу. Эволюция создала лошадей и настоящих кошек (в том числе и всем известных саблезубых тигров). Пять миллионов лет назад большинство современных млекопитающих приняли известный нам облик, а климат стал близок к сегодняшнему.

Все было готово к эволюции людей.

Стоит понимать, что сказанное не означает, будто все это было специально подстроено, чтобы произвести нас на свет. Просто наши предки оказались в состоянии воспользоваться теми преимуществами, которые им в то время предоставила планета. Что они и сделали.

Родословную всех современных млекопитающих, как и других живых существ, живущих в настоящее время, можно проследить путем изучения изменений в ДНК. Скорость появлений мутаций, то есть накопления случайных ошибок в генетическом коде, позволяет использовать своего рода «ДНК-часы» для оценки временных рамок событий прошлого. Сразу же после открытия этого метода, многие провозгласили его точным и, как следствие, непротиворечивым способом, позволяющим ответить на сложный вопрос о близости связей между предками животных. Теперь становится ясно, что для определенного ответа на этот вопрос одной точности недостаточно.

Интерпретация — ответ на вопрос «А что означает этот результат?» — может оставаться спорной, даже если мы располагаем точными результатами. Так, С. Блэр Хэджс и Судир Кумар воспользовались методом «ДНК-часов» для анализа 658 генов у 207 видов современных позвоночных: носорогов, слонов, кроликов и т. д. Их результаты показывают, что многие из предков этих животных обитали на Земле уже 100 миллионов лет назад и были современниками динозавров, хотя прародители слонов и носорогов, конечно же, были не такими крупными животными. Данные раскопок подтверждают, что млекопитающие в это время действительно были, но другие. Специалисты по молекулярной биологии видят причину расхождений в недостоверных данных, полученных из окаменелостей; палеонтологи же убеждены в том, что ДНК-часы могут время от времени ускорять или замедлять свой ход. Споры все еще продолжаются, хотя лично мы бы поддержали точку зрения палеонтологов.

Неожиданным сюрпризом станет размер ДНК млекопитающих. Возможно, вы ожидали, что настолько высокоорганизованный организм требует «сложной процедуры сборки» и, следовательно, обладает более длинной ДНК — точно так же, как чертеж аэробуса должен быть сложнее, чем чертеж воздушного змея.

Вовсе нет.

По сравнению с такими, на первый взгляд, простыми животными, как лягушки или тритоны, млекопитающие обладают более короткой ДНК, то есть меньшим количеством генетического материала.

Этот кажущийся парадокс имеет вполне разумное объяснение, которое подчеркивает различие между ДНК и чертежом. ДНК — это, скорее, рецепт, в котором есть множество негласных допущений, касающихся вашей кухни и не требующих записи в кулинарной книге. Проще говоря, в случае млекопитающих на кухне есть духовка с точным контролем температуры, обеспечивающая аккуратный и равномерный нагрев — поэтому нет необходимости учитывать в рецепте те ситуации, когда температура меняется[120]. В то же время у лягушек на кухне температура поднимается и опускается в зависимости от погоды и времени суток, поэтому все эти обстоятельства необходимо учитывать в рецепте — отсюда и больший размер ДНК. Говоря о «кухне», мы имеем в виду среду, в которой происходит развитие эмбриона. В случае с лягушкой «кухня» — это пруд. Для млекопитающих же функции «кухни» выполняет мать.

В ходе эволюции млекопитающих научились хорошо контролировать температуру своего тела — в отличие от рептилий, они являются теплокровными животными, но более важным является не столько сама температура, сколько способность ее контролировать. ДНК лягушки содержит множество генов, отвечающих за синтез самых разных ферментов вместе с инструкциями типа «использовать фермент A, если температура упала ниже 6 °C; использовать B, если температура находится между 7 °C и 11 °C; использовать C, если температура находится между 12 °C и 15 °C…». ДНК млекопитающих содержит просто указание «использовать фермент X», полагаясь на то, что мать позаботится о колебаниях температуры. ДНК лягушки — это ракета, ДНК млекопитающих — космический лифт.

Как ДНК млекопитающих могла претерпеть такие изменения? Возможно, первые млекопитающие в ходе эволюции приобрели дополнительные инструкции в своей ДНК, но после того, как они научились контролировать температуру тела, значительная часть генетического кода стала бесполезной и впоследствии была утрачена или адаптирована для других целей. С другой стороны, мы не имеем ни малейшего представления, что собой представляла ДНК первых млекопитающих — возможно, она была целиком короче современной, а возможно, в наше время лягушки и тритоны обладают более сложными рецептами, чем их прародители. В целом же наиболее вероятный вариант состоит в том, что млекопитающие просто избавились от множества бесполезных инструкций.