Рассказ предка. Путешествие к заре жизни. - Ричард Докинз

Амфибии не живут в морской воде, и поэтому не удивительно, что, в отличие от ящериц, их редко обнаруживают на отдаленных островах (Сэм Тарви говорил мне, что два вида лягушек с ареалами на самых отдаленных островах, фиджийские лягушки Platymantis vitiensis и P. vitianus (близко связанные и, по-видимому, произошедшие от единственного предка-колонизатора), развиваются полностью в яйце, вместо того чтобы иметь свободно плавающих головастиков. Они, похоже, более терпимы к соли, чем большинство лягушек. P. vitianus иногда обнаруживают на пляжах. Эти необычные особенности, по-видимому, присутствовавшие у их предка-колонизатора, могли бы предадаптировать их к прыжкам с острова на остров.). Дарвин отмечал это более чем в одной из своих книг, а также факт, что лягушки, которые были искусственно введены только на этих островах, там процветают. Он предположил, что яйца ящерицы защищены от морской воды твердой скорлупой, тогда как морская вода быстро убивает лягушечью икру. Лягушки, однако, встречаются на всех континентах, кроме Антарктиды, и, вероятно, существовали там непрерывно, прежде чем континенты разошлись. Они – очень преуспевающая группа.

Лягушки в одном аспекте напоминают мне птиц. Те и другие имеют план строения тела, который является довольно причудливой модификацией предкового. Не очень удивительно, но птицы и лягушки взяли этот причудливый план тела и сделали его основой для целого ряда новых изменений. Существует не так много видов лягушек, как птиц, но больше чем 4 000 видов лягушек во всех частях света весьма впечатляют. Так же, как план строения тела птицы, очевидно, предназначен для полета, даже у птиц, таких как страусы, которые не летают, лучше всего представить себе план тела взрослой лягушки как высокоспециализированный механизм для прыжков. Некоторые виды могут подпрыгивать на эффектные расстояния, до 50 размеров длины тела, как удачно названная rocket frog, литория из Австралии (Litoria nasuta). Самая большая лягушка в мире, лягушка-голиаф (Conraua goliath) из Западной Африки, размером с маленькую собаку, говорят, подскакивает на три метра. Не все лягушки прыгают, но все происходят от скачущих предков. Они, по крайней мере, являются бывшими прыгунами, так же, как страусы – бывшими летунами. Некоторые древесные виды, такие как летающая лягушка Уоллиса, Rhacophorus nigropalmatus, увеличивают длину прыжка, растопыривая свои длинные пальцы, перепонки между которыми работают как парашют. Действительно, они планируют почти как белки-летяги.

Саламандры и тритоны плавают как рыбы, когда находятся в воде. Даже на земле их ноги слишком малы и слабы, чтобы ходить или бегать в общепринятом смысле, и саламандра использует извилистые плавательные движения, как рыба, а ноги только помогают им в этом. Большинство саламандр сегодня весьма малы. Наибольшие достигают почтительных 1.5 метров, но они все же намного меньше, чем гигантские амфибии прежних лет, которые властвовали над землей до расцвета рептилий.

Но на кого был похож Копредок 17: предок, которого амфибии разделяют с рептилиями и нами? Конечно, больше на амфибию, чем на амниоту, и больше на саламандру, чем на лягушку – но, вероятно, не очень похож на любого из них. Лучшие ископаемые были найдены на острове Гренландия, который в девонском периоде был на экваторе. Эти, возможно промежуточные, ископаемые были хорошо изучены, среди них акантостега, которая, кажется, была полностью водной, и ихтиостега (Особенно в последние годы доктором Дженифер Клэк (Jennifer Clack) из Кембриджского Университета и ее коллегами. См. ее книгу «Gaining Ground: The Origin and Evolution of Tetrapods».).

Вероятно, полностью водная

Реконструкция раннего тетрапода акантостеги. Согласно Дженни Клэк, акантостега была полностью водной, что доказывает, что ее «ноги» изначально развились для перемещения в воде, а не на суше.

Копредок 17, вероятно, был схожим с ихтиостегой или акантостегой, хотя оба они были большими, чем мы обычно ожидаем от великих предков. Есть некоторые другие неожиданности для зоологов, обусловленные знакомством с современными животными. Мы, я думаю, склонны обладать пятью пальцами, глубоко запечатленными в руках и ногах четвероногих животных – «пятипалые» конечности – классический зоологический тотем. Все же недавние свидетельства указывают, что у ихтиостеги было семь пальцев на лапах, у акантостеги восемь, у тулерпетона, третьего рода девонских тетрапод, было шесть. Заманчиво заявить, что число пальцев не имеет значения: функционально нейтрально. Я сомневаюсь относительно этого. Мое предварительное предположение – что в те ранние времена различные виды действительно извлекали выгоду из их соответствующего количества пальцев лап. Они действительно были более эффективными для плавания или ходьбы, чем другие количества. Позже, проект конечностей тетрапода стабилизировался на пяти пальцах, вероятно потому, что возник некоторый внутренний эмбриологический процесс, основанный на этом числе. У взрослых это количество часто уменьшено относительно числа у эмбрионов – в крайних случаях, таких как современные лошади, всего лишь до одного, среднего пальца ноги.

Группа рыб, от которой произошли амфибии, известна как лопастеперые. Единственными сохранившимися лопастеперыми являются розогубы и целаканты (Название «лопастеперые» не используется по всеобщему согласию. Некоторые авторы исключают розогубов и говорят, что целаканты – единственные сохранившиеся лопастеперые. Я следую за терминологией «Палеонтологии и развития позвоночных» профессора Роберта Кэррола (Robert Carroll) и включаю розогубов в число лопастеперых.), и мы встретим их на Свидании 18 и 19 соответственно. В девонские времена лопастеперые были намного более значительными и в морской, и в пресноводной фауне. Тетраподы, вероятно, развились от другой вымершей группы лопастеперых, названных остеолепиформами. Среди остеолепиформ – эустеноптерон и пандерихтис, оба датированы поздним девоном, временем, когда первые тетраподы начинали выходить на сушу.

Почему рыбы впервые развили изменения, которые позволили им выйти из воды на сушу? Легкие, например? И ребра, чтобы можно было ходить, вместо того, чтобы (или вместе с тем, чтобы) плавать? Они не пытались начать следующую большую главу в эволюции! В течение многих лет преимущественным ответом на этот вопрос был тот, который выдающийся американский палеонтолог Альфред Шервуд Ромер (Alfred Sherwood Romer) получил от геолога Джозефа Баррела (Joseph Barrell). Идея была в том, что, если эти рыбы и пытались что-то делать, то пытались вернуться к воде. Во времена засухи рыба может легко остаться на мели в высыхающей луже. У особей, приспособленных к ходьбе и дыханию воздухом, есть огромное преимущество, они могут покинуть обреченный, высушенный водоем и отправиться в другое, более глубокое место.

Эта замечательная теория стала немодной, но, я думаю, без каких-либо серьезных оснований. К сожалению, Ромер выразил преобладающее представление своего времени, что девонский период был временем засух, представление, которое позже было подвергнуто сомнению. Но я не думаю, что Ромеру был нужен его засушливый девонский период. Даже во времена, когда нет никакой особой засухи, всегда будут некоторые водоемы, достаточно мелкие, чтобы была опасность стать слишком мелкими для некоторого особого вида рыбы. Если водоемы в три фута глубиной были бы в опасности при условиях серьезной засухи, условия умеренной засухи создадут опасность для водоемов в один фут глубиной. Для гипотезы Ромера достаточно, что существуют некоторые водоемы, которые высыхают, и, следовательно, некоторая рыба, которая, мигрируя, могла спасти свою жизнь. Даже если бы мир позднего девона был решительно затоплен, то можно было бы сказать, что это просто увеличивает число водоемов, доступных для высыхания, таким образом, увеличивая возможность того, чтобы спасти жизнь ходячей рыбе и теории Ромера. Однако моя обязанность упомянуть, что теория является теперь немодной. Следующий тезис против теории – что современные рыбы, которые отваживаются выходить на сушу, делают это во влажных, сырых областях – то есть, когда условия на суше «хороши» для водных животных, а не плохи, как в гипотезе Ромера.

И, несомненно, есть много других серьезных оснований для рыбы, чтобы выйти, временно или надолго, на сушу. Ручьи и пруды могут стать непригодными по другим причинам, кроме высыхания. Они могут засориться травой, тогда снова рыба, которая может мигрировать по суше к более глубокой воде, могла бы иметь преимущество. Если, как высказывались противники Ромера, мы говорим о девонских болотах, а не о девонских засухах, болота обеспечивают большие возможности рыбе, чтобы получить преимущество от ходьбы, или ползания, или шлепанья, или другого вида передвижения через болотистую растительность в поисках большой глубины или, безусловно, пищи. Это все еще сохраняет сущность идеи Ромера, что наши предки покинули воду не непосредственно, чтобы заселить сушу, а чтобы вернуться в воду.