Технопарк юрского периода. Загадки эволюции - Александр Александрович Гангнус

Прежде чем стать человеком, предок должен был стать зверем. Млекопитающим! И это заняло гораздо больше времени эволюции и потребовало гораздо больших изменений во всем -  строении тела и повадках, чем переход от обезьян к человеку.

Уже у котилозавров начались многозначительные перемены - изменяется место соединения позвоночника с черепом, намечается подвижная шея.

У звероящеров число позвонков в шее становится постоянным. Это постоянное число, 7 позвонков, -  одно из важнейших отличий млекопитающих. И у крота, и у жирафы 7 шейных позвонков!

Порой может показаться, что на пути к зверю звероящеры испытали множество неудобств. Легко ли было совмещать в себе признаки двух столь разных классов животных?

Кажется, эта встреча у ручья маленького дицинодонта с могучим горгонопсом, «саблезубом пермского периода», кончится плохо для этого дицинодонта. Но пермотриасовую жару и сухость горгонопсы (у которых не было вторичного нёба, позволяющего нам жевать и дышать одновременно) так и не пережили, а дицинодонты продвигались по лестнице эволюции еще десятки миллионов лет

Есть в скелете млекопитающих один признак, который долго считался очевидным доказательством происхождения млекопитающих прямо от земноводных, «через голову» пресмыкающихся. Тот сустав на затылке, к которому подвижно крепится позвоночник - мыщелок,- у млекопитающих и лягушек имеет два бугорка. У ящериц же один бугорок!

Выгоды парности и непарности мыщелка не совсем ясны, Но в природе редко что делается «просто так». Чем-то древний парный мыщелок был для зверей более выгодным, чем «модный» непарный. Иногда в генной записи, в наследственности организмов, в эмбриональном развитии сохраняется память о древних утраченных признаках. Это помогает срочно вернуть этот признак с помощью всего лишь одной мутации соответствующего регуляторного гена, ответственного за этот участок индивидуального развития, если он понадобится снова. Но парный мыщелок земноводных наших предков, микрозавров, рептильными нашими предками (например, пеликозаврами) был «забыт» основательно. Соответствующего регуляторного гена не сохранилось. Поэтому звероящерам пришлось медленно и трудоемко приобретать его вторично, переделывать из непарного!

У самых разных, развивающихся «в сторону млекопитающих», звероящеров постепенно появляется еще два бугорка в добавление к первому. Какое-то время горгонопсы, цинодонты и баурии, по-разному развитые звероящеры, вынуждены были пользоваться тройным мыщелком, что было, на наш современный взгляд, неудобно, неудобней, чем только парным или только непарным. Постепенно средний из трех, рептильный, бугорок у звероящеров становится все меньше, пока у наиболее развитых звероящеров иктидозавров (ласкоящеров, в переводе) и тритилодонтов (трехрядозубов) не стал совсем маленьким, почти никаким... Первые же млекопитающие могли похвастаться самыми настоящими парными мыщелками, с большими трудностями заново (и несколько иначе) изобретенными.

Еще в позапрошлом веке немецкий анатом Райхерт заинтересовался различиями в строении черепов пресмыкающихся и млекопитающих. Для всех косточек черепа при внимательном изучении можно было найти соответствие (гомологию), а если соответствия не было, нетрудно было объяснить, почему его нет. А вот несколько деталей черепа различались столь сильно, что ставили в тупик самых внимательных биологов.

У млекопитающих есть довольно сложный скелет среднего уха. Одна слуховая косточка, стремечко - появилась еще у земноводных стегоцефалов, три же других -  молоточек, наковаленка и барабанная кость (на нее у зверей натягивается, как на барабан, барабанная перепонка)- взялись вроде бы ниоткуда. Но эволюция избегает изобретать что-то совершенно новое, если есть что-то старое, что можно переделать и усовершенствовать. И правильно делает. Если бы все изобреталось заново, эволюция - кто-то подсчитал - длилась бы не 4, а 15 миллиардов лет! То есть сейчас только бы появлялись первые многоклеточные организмы... Райхерт тоже понимал это. Он внимательно изучал зародышей млекопитающих, в том числе и человека, и понял!

У зверей и рептилий по-разному устроена нижняя челюсть. Сустав, позволяющий всем четвероногим кусать, унаследован, видимо, еще от третьей жаберной дуги древних предрыб-агнат. У всех четвероногих (кроме млекопитающих) и еще у птиц в суставе сходятся сверху так называемая квадратная кость, а снизу - сочленовая нижнечелюстная кость. Есть у них в нижней челюсти еще и угловая кость (и еще 5 костей). У млекопитающих же (у нас, значит, тоже) трех названных костей во взрослом состоянии как будто нет. А в зародышевом, эмбриональном, есть! У зародыша они образуют челюстной сустав, как у древних рептильных и земноводных предков!

Дальше оставалось только проследить, как квадратная, сочленовая и угловая кости становятся с развитием зародыша все тоньше, незаметней. Они сдвигаются назад, в ухо, где превращаются в наковаленку, молоточек и барабанную косточку среднего уха. Новый же челюстной сустав образуется зубной костью (только она одна и остается из всех многочисленных нижнечелюстных костей древней кистеперой рыбы), а сверху - чешуйчатой костью, занятой у земноводных и рептильных «гадов» совсем другими обязанностями.

То, что Райхерт наблюдал в эмбриональном развитии человека, палеонтологи увидели в черепах ископаемых звероящеров. Звероящеры и первые млекопитающие взяли на себя все трудности переходного периода. У них действовали одновременно оба челюстных сустава (точнее, один сустав, но двойной). Кости были тоньше и меньше, чем у пеликозавров, и становились еще тоньше. Может быть, у каких-нибудь не дошедших до нас в окаменелостях животных они одновременно исполняли и старые и новые обязанности. Работали как орган слуха и еще справляли должность челюстного сустава! Шум в ушах у этих наших предков, должно быть, стоял во время жевания необычайный. Но чего не стерпишь, если надо для прекрасного будущего!

Два сустава рядом - это было неудобно. Современный исследователь, палеонтолог из ФРГ доктор О. Кюнн, пишет: «Зачем такое превращение терапсидам (звероящерам. -  А.Г.), совершенно неясно. Оно связано с рискованными стадиями развития. Промежуточное состояние -  два сустава рядом друг с другом -  едва ли было функционально полезно. Это состояние мы наблюдаем у диартрогнатуса из верхнего триаса. Здесь работает уже новый сустав, но и старый остается и еще по включен в среднее ухо, чтобы здесь помогать в передаче звуковых колебаний».

Приспособление впрок?

В эволюции часто появляются какие-то приспособления, которые в момент появления вроде бы еще и не нужны. Они даже мешают. Тройной шейный мыщелок и двойной челюстной сустав звероящеров - очень яркие примеры такого «приспособления впрок». О преадаптации, «приспособлении впрок», мы говорили, когда шла речь об эволюции предков лошади.

Приспособление впрок... Если мы говорим о превращении челюстного сустава в механизм среднего уха в онтогенезе -  зародышевом развитии человека, то это выражение вполне понятно. В зародышевом развитии все превращения заранее спланированы. Есть задача - построить хороший орган слуха. Есть разработанная и записанная в генах «технология» - дать сначала развиться жаберной дуге, потом превратить Две косточки этой дуги в первичный челюстной