Рассказ предка. Путешествие к заре жизни. - Ричард Докинз

Тщательно настроенные таким образом, молекулярные часы представили некоторые ошеломляющие результаты. Молекулярные часы определили возраст общего предка человека и шимпанзе приблизительно в 6 миллионов лет, плюс или минус миллион лет или около этого. Будучи впервые объявленной, эта дата вызвала чуть ли не возмущение среди палеоантропологов, датировавших раскол приблизительно в 20 миллионов лет. В настоящее время почти все принимают молекулярную, близкую дату. Возможно, история наибольшего успеха часов – датирование расхождения плацентарных млекопитающих, как описано в «Большой Меловой Катастрофе». После исключения грызунов из-за их неправильной скорости мутации, мы обнаруживаем, что некоторые оценки молекулярных часов согласованно помещают копредка всех млекопитающих далеко назад, в меловой период. Одно исследование с помощью часов ДНК современных плацентарных млекопитающих, например, поместило копредка больше чем на 100 миллионов лет назад, прямо в разгар гегемонии динозавров. Когда о таких датах впервые объявили, они не согласовывались с ископаемыми свидетельствами, которые, казалось, показывали намного более поздний «взрыв» млекопитающих и недостаток более ранних окаменелостей млекопитающих. Но даты молекулярных часов теперь доказаны недавно обнаруженными окаменелыми млекопитающими, жившими 125 миллионов лет назад, и древние даты становятся широко признанными. Истории успехов множились, и они представили даты, используемые всюду в этой книге.

Предостережение о самоуспокоенности! Послушайте этот набатный звон.

Молекулярные часы, в конечном счете, зависят от калибровки окаменелостями. Радиометрически подсчитанные возрасты окаменелостей приняты с уважением, которым биология справедливо награждает физику (см. «Рассказ Секвойи»). Одна стратегически расположенная окаменелость, которая уверенно ставит нижние границы даты важного эволюционного пункта ветвления, может использоваться для калибровки множества молекулярных часов, рассеянных вокруг геномов ряда животных, вокруг типов. Но когда мы возвращаемся на территорию докембрия, где запасы ископаемых иссякают, мы зависим от относительно молодых ископаемых, калибровавших пра-пра-прадедушку часов, которые теперь используются, чтобы оценить намного более древние даты. И это предвещает неприятности.

Ископаемые предлагают 310 миллионов лет для даты Свидания 16, пункта соединения млекопитающих и завропсидов (птиц, крокодилов, змей, и т.д.). Эта дата обеспечивает основную калибровку для многих молекулярных часов, датирующих намного старшие пункты ветвления. Теперь у любой оценки возраста есть определенный предел погрешностей, и в своих научных статьях ученые стараются не забывать помещать «усы погрешностей» в каждую из своих оценок. Дата указывается плюс-минус, скажем, 10 миллионов лет. Это очень хорошо, когда даты, которые мы ищем по молекулярным часам, находятся в одном и том же диапазоне, что и даты окаменелостей, используемые для калибровки. Когда есть большое несоответствие между диапазонами, усы погрешностей могут тревожно расти. Широкие усы погрешности означают, что, если Вы вносите некоторое небольшое изменение или немного изменяете некоторое небольшое число, вводимое в вычисление, влияние на заключительный результат может быть грандиозным. Не плюс-минус 10 миллионов лет, а плюс-минус, скажем, пятьсот миллионов лет. Широкие усы погрешностей означают, что предполагаемая дата не является надежной по сравнению с погрешностью измерения.

Непосредственно в «Рассказе Бархатного Червя» мы видели, что оценки различных молекулярных часов помещают важные точки ветвления в глубокий докембрий, например, 1 200 миллионов лет для раскола между позвоночными и моллюсками. Более поздние исследования, используя сложные методы, учитывающие возможные изменения скоростей мутации, снижают оценки дат в пределах 600 миллионов лет: резкое уменьшение – помещенное в усах погрешности первоначальной оценки, но это – слабое утешение.

Хотя, в общем, я твердый сторонник идеи молекулярных часов, я думаю, что оценки очень ранних пунктов ветвления нужно рассматривать с осторожностью. Экстраполяция назад от калибровочной окаменелости 310-миллионолетнего возраста до пункта свидания, который более чем в два раза старше, чревата опасностью. Например, возможно, что скорость молекулярной эволюции позвоночных (которая входит в наше калибровочное вычисление) не типична для остальной жизни. Они, как полагают, подверглись двум циклам удвоения всего их генома. Внезапное создание больших количеств дубликатов генов может повлиять на давление отбора почти нейтральных мутаций. Некоторые ученые (я – не один из них, как я уже ясно дал понять), полагают, что кембрийский период обозначил большие перемены во всем процессе эволюции. Если они правы, молекулярные часы нуждаются в радикальной перекалибровке прежде, чем давать им волю в докембрии.

В общем, поскольку мы идем далее в прошлое, и запасы ископаемых иссякают, мы входим в царство почти сплошных догадок. Однако я надеюсь на будущие исследования. Великолепные окаменелости Чэнцзян и подобных формаций могут далеко расширить пределы пунктов калибровки на территорию царства животных, до настоящего времени закрытую.

Тем временем, признавая, что мы блуждаем в многовековых дебрях догадок, Ян Вонг и я приняли следующую грубую стратегию в попытке оценить даты, начиная с этого места в путешествии. Мы временно приняли 1 100 миллионов лет для Свидания 34, объединения животных и грибов. Эта дата обычно используется в научной литературе, и она согласуется с самым старым ископаемым растением, красной морской водорослью, жившей 1 200 миллионов лет назад. Затем мы растянули копредков 27 – 34 приблизительно в соотношениях, приведенных в исследованиях с помощью молекулярных часов. Однако, если наше Свидание 34 ужасно неверно, то наши даты с этого момента в путешествии могут быть преувеличены на много десятков или даже сотни миллионов лет. Пожалуйста, примите это во внимание, поскольку мы входим в дебри недатируемости. Я настолько неуверен в датах в этих окрестностях, что с этого времени я оставлю уже довольно необычную самонадеянность оценивать количество «пра-», стоящих перед прародителем. Это число будет скоро превышать миллиарды. Порядок соединений в последующих пунктах свиданий более несомненен, но даже он также может быть неправильным.

СВИДАНИЕ 27. АЦЕЛОМОРФЫ

Ветвь ацеломорфов. Подавляющее большинство двусторонне-симметричных животных образуют кривую первичноротых или вторичноротых. Однако недавние молекулярные данные исключают пару групп плоских червей и из первичноротых, и из вторичноротых, но относят к ранее ответвляющейся линии. Это классы бескишечных турбеллярий (около 320 описанных видов) и Nemertodermatida (десять описанных видов), вместе известные как acoelomorpha. Это, похоже, должно быть быстро признано таксономистами. Современные данные указывают, что бескишечные турбеллярии и Nemertodermatida – сестринские группы, как показано здесь.

Когда мы говорили о первичноротых, потомках Копредка 26, я твердо отнес к их группе плоских червей, Platyhelminthes. Но теперь у нас есть небольшое интересное затруднение. Недавние свидетельства весьма настоятельно внушают, что Platyhelminthes – фикция. Я, конечно, не говорю, что самих плоских червей не существует. Но они являются разнородной коллекцией червей, которые не должны быть объединены под одним названием. Большинство из них – истинные первичноротые, и мы встретили их на Свидании 26, но некоторые из них являются весьма обособленными и не присоединяются к нам до Свидания 27. Мы датируем их 630 миллионами лет назад, хотя на этом отдаленном участке геологического времени эти даты становятся все более сомнительными.

Шестьсот тридцать миллионов лет – довольно намного больше, чем 590-миллионолетняя дата, которую мы приняли для Свидания 26. Возможно, большой разрыв может быть объяснен эпизодом «Земли-снежка», который, согласно одной образной теории, предшествовал кембрийскому периоду. Идея в том, что, по причинам, которые не понятны, но могут иметь отношение к модной и, возможно, переоцененной математической теории хаоса, вся Земля была охвачена глобальным ледниковым периодом, начиная приблизительно с 620 миллионов лет назад до приблизительно 590 миллионов лет, довольно аккуратно заполняющим большой промежуток между Свиданиями 27 и 26. Было достаточно сильное оледенение, как показано на карте. Но действительно ли оледенение охватывало всю планету, спорный вопрос, и я обойду его молчанием.

Земля в позднем докембрии, 650 миллионов лет назад [257]. Древний палеоконтинент Родиния раскололся на континентальные массивы, которые теперь составляют Австралию, Антарктиду и Восточную Азию, дрейфующую к Северному полюсу. Эти движения раскрыли обширный океан Панталасса. Это был «ледниковый» мир с большой и растущей ледяной шапкой на Южном полюсе.