Технопарк юрского периода. Загадки эволюции - Александр Александрович Гангнус

Первые рыбы отличались от агнат еще и тем, что на хорде у них появляются настоящие позвонки - сперва хрящевые, а потом и костные. Важное изобретение -  раз мы все, от пред-рыб и рыб до лягушек и зверей, носим имя позвоночных.

Но, оказывается, и позвонки были изобретены не один раз. Одна из дальних наших родственниц по надтипу вторичноротых животных, похожая на морскую звезду офиура-змеехвостка, сумела изобрести и соорудить нечто подобное самому настоящему позвоночнику! Причем в каждом недлинных своих змееподобных лучей, и давно, еще до появления в силуре первых хрящевых рыб с позвоночниками. У офиуры -  пять позвоночников и ни одной головы!

Офиуры произошли от обычных морских звезд, покрытых внешним кожным скелетом (отсюда название -  иглокожие). Скелет был получен иглокожими еще во время кембрийской раздачи скелетов. Потом у части звезд этот наружный скелет как бы перешел внутрь лучей, образовав позвонки. Сначала эти позвонки еще мало соприкасались друг с другом, потом приобрели кнопкообразные соединения, сблизились теснее и стали похожими на современные позвонки, скажем, людей. Но развитие позвоночника наших предков шло совсем иначе! И все-таки пришло к близкому результату.

Иглокожие и хордовые разделились страшно давно, может, более миллиарда лет назад, когда у тех и других не было и намека ни на какой скелет.

Подобные удивительные совпадения эволюции -  параллелизмы - ученые объясняют по-разному и придают им разное значение. Иногда говорят: сходные приспособления вырабатываются потому, что разные организмы попали в одинаковые условия развития. Среда «требует» (через посредство естественного отбора) тех или других приспособлений, и они рано или поздно появляются. Естественный отбор отбрасывает все, что работает плохо или не лучшим образом, и оставляет «на развод» наилучшее решение и раз, и два, и столько раз, сколько потребуется. Это - приспособительный параллелизм. Человеческая инженерная мысль работает во многом как естественный отбор: отбрасывая устаревшее. Законы гидродинамики, к которым должны были приспособиться предки рыб, и законы газодинамики, с которыми имеют дело самолетостроители, очень похожи. Неудивительно, что инженеры пошли тем же путем, каким природа когда-то провела предков рыб.

Человек творит сознательно. Он не мог не оглядываться в своем техническом творчестве на опыт природы. Иногда неосознанно, но иногда и нарочито он подражал ей. «Зализывание» формы скоростных кораблей, самолетов и автомобилей, само стремление ввысь и в глубины моря часто можно объяснить некоторой завистью человека к его летающим, плавающим, быстрым «братьям меньшим». Не один только слепой перебор случайных изменений в наследствен1юсти управляет и параллелизмами природными. У всех животных -  общее прошлое, далекое или близкое, в зависимости от степени родства. Это прошлое, как мы видели, «давит», управляет закономерностями, по которым могут изменяться потомки. А потому во всех поразительных случаях сходства в живой природе в той или иной степени участвуют разные законы, и провести границу - точно сказать: вот здесь сходство определяется общностью происхождения, здесь молекулярно-генетическими законами, а здесь случайными изменениями, отредактированными естественным отбором, -  очень трудно, часто невозможно.

Ведь и иглокожие офиуры, и позвоночные не такие уж дальние родственники. И те и другие -  вторичноротые (то есть у них рот открывается в ходе эмбрионального развития не там, где закладывался сразу после рождения и где он у первичноротых, а на другом конце тела. А вместе с ним -  и мозг. Так что мы - не только вторичноротые, но и вторичномозговые. Или что там вместо мозга у морской звезды... Зачем это было нужно? Говорят, это понадобилось тому общему предку морской звезды и кошки, который в ходе эволюции, выйдя из стадии личинки, навсегда прикреплялся бывшим передом к дну, чтобы бывшим задом можно было теперь чувствовать и хватать и пожирать то, что плыло в его вторичный рот).

Вот как далеко заводят рассуждения, начинаемые от интересной гипотезы В. Яковлева. Сейчас уже трудно спорить с главной мыслью этого палеонтолога: панцирь бесчелюстных и его видоизменения отражали аэро-... вернее, гидродинамическую эволюцию предков рыб. Но, как и всегда, мы не должны в эволюции путать причины и цели. Панцирь служил гидродинамике, но появился он не для того, чтобы бесчелюстной рыбе легче взлеталось, а потому что... Гадать не будем -  может быть, причина этой «раздачи скелетов» была та же, что и у других. Какие-то закономерности химического взаимодействия организмов со средой... «Мода на панцири» в силуре и девоне, другие странные «моды» в истории жизни еще ждут своего полного объяснения.

Кое-что о кефализации

Кефализация -  модный одно время термин науки об эволюции. Не нужно, правда, думать, что кефализация -  это неуклонное превращение всех рыб в одну -  в кефаль. Кефализацией (или цефализацией) Тейяр де Шарден называл один из направленных процессов эволюционного прогресса, выражающийся во все увеличивающейся «башковитости» («цефалос» -  по-гречески голова) детей природы, во все возрастающей роли, усложнении процессов управления в организмах.

В начале эволюционного пути хордовых многие помещали ланцетника, прекрасно обходящегося без чего бы то ни было, похожего на мозг. Далее можно было вообразить мучительный путь нашего предка по обретению столь необходимой с нашей современной точки зрения детали организма. Но вот недавно из Китая пришли, как это повелось в последние годы, сенсационные новости о необыкновенно четких отпечатках мягкотелых предков хордовых животных действительно бесчерепном и мало отличающемся от ланцетника юннанозооне и вполне уже башковитой и даже глазастой хай-коуэллы. Они жили рядом в самом раннем кембрии, явные родственники, но при этом уже очень не близкие. Оба явно прошли через недавнюю кембрийскую революцию, раздачу скелетов - на коже и у того и у другой замечены зубоподобные выросты. Их общий предок мог жить еще за сотни миллионов лет до них, в темные века криптозоя, эпохи жизни тайной... Впрочем, еще две-три такие находки мягкотелых (у древних хордовых даже жаберные дуги смогли подсчитать) -  и с красивым названием криптозой придется расставаться.

Если так дело пойдет, «изобретение» головы, по крайней мере в нашем стволе хордовых, отодвигается в невообразимую древность. Что за причина управляет процессом кефализации?

Голова - вместилище главного центра управления. В основе систем управления, нервных систем животных, лежит ячейка, имеющая функцию передачи (и, видимо, какой-то интерпретации сигнала-импульса),- синапс. Синапсы - одни для всех уровней животных, вообще имеющих нервную систему. Они как будто не менялись, не эволюционировали с древнейших времен. «Если природа нашла удачное химическое решение биологической задачи,- писал академик Е. Крепе, -  то она