Рассказ предка. Путешествие к заре жизни. - Ричард Докинз

Но это все исключения, упоминаемые из-за их редкости и составляющие разительный контраст с симметричным миром нашего примитивного червя и его потомков. У нашей ползающей модели есть левая и правая сторона, которые являются зеркальными отображениями друг друга. Органы имеют тенденцию возникать попарно, и там, где есть исключения, такие как разноглазый бриллиантовый кальмар, мы замечаем их и объясняем.

Как насчет глаз? Правда ли, что первое двусторонне-симметричное животное имело глаза? Недостаточно сказать, что у всех современных потомков Копредка 26 есть глаза. Недостаточно, потому что различные разновидности глаз очень несхожи: до такой степени, что считалось, что «глаз» был развит независимо больше чем 40 раз различными представителями животного царства (Я обсудил это подробно в «Восхождении на пик Невероятности», в главе, названной «Сорокакратный путь к просвещению», и я вернусь к этому в конце этой книги.). Как мы согласуем это с утверждением, что у Копредка 26 были глаза?

Чтобы дать интуитивный ответ, позвольте мне сначала заметить, что то, что, независимо развилось, как утверждают, 40 раз, было, по сути, не светочувствительностью, а формирующей изображение оптикой. Камерный глаз позвоночных и фасеточный глаз ракообразных развили свою оптику (работающую на совершенно различных принципах) независимо друг от друга. Но оба этих глаза происходят от одного органа общего предка (Копредка 26), который был, вероятно, некоторой разновидностью глаза.

Доказательство является генетическим, и оно убедительно. У плодовой мушки дрозофилы есть ген, названный слепым. Генетики имеют порочную привычку называть гены тем, что получается неправильным, когда они мутируют. Слепой ген обычно отрицает свое название, создавая глаза. Когда он мутирует и не в состоянии оказывать свой нормальный эффект на развитие, у мухи отсутствуют глаза, отсюда и название. Это – нелепо запутывающий обычай. Чтобы избежать этого, я не буду ссылаться на слепой ген, а буду использовать понятное сокращение ey. Ген ey обычно создает глаза, и мы знаем это, потому что, когда он работает неправильно, мухи оказываются слепыми. Теперь история начинает становиться интересной. Есть очень похожий ген у млекопитающих, названных Pax6, также известный как ген маленьких глаз у мышей, и ген аниридии (отсутствия радужной оболочки) у людей (снова назван по отрицательному эффекту своей мутантной формы).

Последовательность ДНК человеческого гена аниридии более подобна гену ey плодовой мушки, чем другим человеческим генам. Они, должно быть, унаследованы от общего предка, который был, конечно, Копредком 26. Снова же, я буду называть его ey. Уолтер Геринг (Walter Gehring) и его коллеги в Швейцарии провели крайне замечательный эксперимент. Они ввели мышиный эквивалент гена ey в эмбрион плодовой мушки, что имело поразительный результат. Введенный в часть эмбриона плодовой мушки, которой было суждено стать ногой, он заставлял потенциально взрослую муху выращивать дополнительный «смещённый» глаз на ноге. Кстати, это был глаз мухи: фасеточный глаз, а не глаз мыши. Я не думаю, что существует какое-либо доказательство, что муха могла им видеть, но у него были несомненные свойства приемлемого фасеточного глаза. Инструкция, данная геном ey, похоже, была такой: «выращивайте здесь глаз такого вида, который Вы обычно выращиваете». Факт, что ген у мышей и мух не только похож, но и вызывает развитие глаз у обоих, является очень убедительным доказательством, что он присутствовал у Копредка 26, и в меру убедительным доказательством, что Копредок 26 мог видеть, пускай даже просто наличие или отсутствие света. Возможно, когда будет исследовано больше генов, тот же аргумент может быть обобщен от глаз до других частей тела. Фактически в некотором смысле, это уже было сделано – мы рассмотрим этот вопрос в «Рассказе Плодовой Мушки».

Мозг, находящийся на переднем конце по причинам, которые мы обсудили, должен установить нервный контакт с остальным телом. У животного в форме червя разумно воплотить это с помощью главного кабеля, основного нервного тяжа, проходящего вдоль тела, вероятно, с боковыми ветвями на определенном расстоянии вдоль тела, чтобы осуществлять местный контроль и получать местную информацию. У двусторонне-симметричного животного, такого как нереида или рыба, нервный тяж должен проходить либо ближе к спинной, либо ближе к брюшной стороне от пищеварительного трактата, и здесь мы находим одно из главных различий между нами, вторичноротыми с одной стороны и первичноротыми, присоединившимися к нам в таком большом количестве, с другой. У нас спинной нервный тяж проходит вдоль спины. У типичного первичноротого, такого как нереида или многоножка, он находится с брюшной стороны от пищеварительного канала.

Если Копредок 26 действительно был неким червем, он, по-видимому, развивал или спинной образец нерва, или брюшной. Я не могу назвать их вторичноротыми и первичноротыми образцами, потому что эти два разделения весьма не совпадают. Кишечнодышащих (которые скорее оттеняют вторичноротых, прибывших с иглокожими к Свиданию 25) трудно интерпретировать, но, по крайней мере, с некоторых точек зрения, у них есть брюшной нервный тяж, как у первичноротых, хотя по другим причинам они отнесены ко вторичноротым. Позвольте мне вместо этого делить животное царство на дорсокордовых (спинной тяж) и вентрикордовых (брюшной тяж). Дорсокордовые – все вторичноротые. Вентрикордовые – главным образом первичноротые, плюс некоторые ранние вторичноротые, возможно включая кишечнодышащих. Иглокожие, с их замечательной реверсией к радиальной симметрии, не вписываются в эту классификацию вообще. Вероятно, вторичноротые, как я сказал, были все еще вентрикордовыми некоторое время спустя после Копредка 26.

Различие между дорсокордовыми и вентрикордовыми распространяется не только на положение главного нерва, проходящего вдоль тела. У дорсокордовых брюшное сердце, тогда как у вентрикордовых – спинное, перекачивающее кровь вдоль главной дорсальной артерии. Эти и другие детали подсказали в 1820 году великому французскому зоологу Жоффруа Сент-Илеру (Geoffroy St Hilaire), что позвоночное животное можно представить как членистоногое или земляного червя, перевернутого вверх тормашками. После Дарвина и после одобрения эволюции зоологи время от времени предполагали, что план тела позвоночного фактически эволюционировал от червеподобного предка, буквально перевернутого вверх тормашками.

Это – теория, которую я хочу здесь поддержать по зрелом размышлении и с некоторыми предостережениями. Альтернатива, состоящая в том, что червеподобный предок постепенно перестраивал свою внутреннюю анатомию, достигнув того же результата, кажется мне менее вероятной, потому что она вовлекла бы большее количество внутренних перестроек. Я полагаю, что изменение в поведении пришло первым – внезапно по эволюционным меркам – и оно сопровождалось огромным множеством последовательных эволюционных изменений. Как это часто бывает, существуют современные аналоги, делающие идею наглядной для нас сегодня. Артемия – один из примеров, и далее мы слушаем ее рассказ.

Рассказ Артемии

Артемии и близко связанные пресноводные артемии (жаброногие раки) – ракообразные, которые плавают на спине, и поэтому имеют нервный тяж (зоологически «правильную» брюшную сторону) на той стороне, которая теперь обращена к небу. Зубатка синодонтис перевертыш, Synodontis nigriventris, является вторичноротым, делающим то же самое наоборот. Это рыба, которая плавает на спине, и поэтому ее главный нервный тяж расположен на стороне, оказавшейся над речным дном, на зоологически «правильной» спинной стороне. Я не знаю, почему артемии делают это, но зубатки плавают вверх тормашками, потому что получают пищу с водной поверхности или с нижней стороны плавающих листьев. По-видимому, отдельная рыба обнаружила, что это было хорошим источником пищи, и училась переворачиваться. Мое предположение (Придерживаясь спекулятивной идеи, известной как «эффект Болдуина». Поверхностно она похожа на ламаркистскую эволюцию и наследование приобретенных признаков. Это не так. Обучение не запечатлевается в генах. Вместо этого естественный отбор одобряет генетические наклонности изучать определенные вещи. После поколений такого отбора развитые потомки обучаются настолько быстро, что поведение становится «инстинктивным».) – что по прошествии поколений естественный отбор одобрил те особи, которые научились выполнять этот прием лучше, их гены были «подхвачены» вместе с обучением, и теперь они никогда не плавают никаким другим способом.

Переворачивание артемии – недавняя реконструкция того, что случилось, на мой взгляд, более пятисот миллионов лет назад. Древнее, давно исчезнувшее животное, некий червь с брюшным нервным тяжем и спинным сердцем, как у любого первичноротого, перевернулся и плавал, или ползал вверх тормашками, как артемия. Зоолог, которому посчастливилось бы присутствовать в это время, скорее умер бы, чем повторно обозначил главный нервный тяж спинным только потому, что он теперь проходил вдоль стороны тела, обращенной к небу. «Разумеется», все его зоологическое обучение говорило бы ему, что это был все еще брюшной нервный тяж, соответствующий всем другим органам и особенностям, которые мы ожидаем увидеть на брюшной стороне первичноротых.