Эволюция: Неопровержимые доказательства - Джерри Койн

Другие рудиментарные мышцы проявляют себя зимой или когда смотришь фильм ужасов. Это arrector pili – крошечные мышцы, которые крепятся к основанию каждого волоска на теле. Когда они сокращаются, то волосы встают дыбом и у нас возникают мурашки, или «гусиная кожа», названная так потому, что напоминает кожу ощипанного гуся. Мурашки и мышцы, которые обеспечивают их появление, не несут никакой осмысленной функциональной нагрузки, по крайней мере у людей. Однако у других млекопитающих они поднимают шерсть дыбом для термоизоляции, если холодно и чтобы животное выглядело крупнее, если оно угрожает кому-то или кто-то угрожает ему. Вспомните, как распушается кошка, когда ей холодно или она сердится. Наши рудиментарные мурашки возникают точно из-за такого же стимула – холода или выброса адреналина.

И последний пример. Если вам по силам пошевелить ушами, вы демонстрируете доказательство эволюции. Под скальпом у человека имеются три мышцы, которые крепятся к ушам. У большинства людей они бесполезны, но кое-кто умеет использовать их, чтобы шевелить ушами. (Я один из таких счастливчиков и каждый год демонстрирую эту способность своим студентам на лекции по эволюции, чем привожу их в изумление и восторг.) Это те же мышцы, которыми другие животные, например лошади и кошки, пользуются, чтобы двигать ушами и определять источник звуков. У этих видов умение двигать ушами помогает заранее услышать хищников, определить местонахождение детенышей и т. п. Но у людей эти мышцы служат только для развлечения{16}.

Перефразируя высказывание генетика Феодосия Добжанского, которое служит эпиграфом к этой главе, можно сказать, что рудиментарные черты обретают смысл, только если рассматривать их в свете эволюции. Изредка полезные, зачастую бесполезные, они именно таковы, как и следовало ожидать, если естественный отбор постепенно уничтожал бесполезные черты или преобразовывал их в новые, более адаптивные. Крошечные нефункциональные крылья, опасный аппендикс, незрячие глаза и нелепые ушные мышцы – все это кажется бессмысленным, если считать, что биологические виды были созданы актом божественного творения.

Иногда у особи возникает аномалия, которая выглядит как возврат предкового признака. Например, жеребенок может родиться с лишними пальцами, а ребенок – с хвостом. Эти временами встречающиеся предковые черты называют атавизмами, от латинского atavus, т. е. «предок». От рудиментарных черт атавизмы отличаются тем, что возникают единично, в редких случаях, а не у всех особей.

Настоящий атавизм должен повторять предковый признак и достаточно точно. Атавизмы представляют собой не просто уродство. Например, человек, родившийся с лишней ногой, – это не атавизм, потому что ни у кого из наших предков не было пяти конечностей. Пожалуй, самый известный подлинный атавизм – ноги у кита. Вы уже знаете, что у некоторых видов китов сохраняются рудиментарные таз и кости задних конечностей, но примерно один кит из пятисот рождается с задними конечностями, которые выступают за стенки тела. Такие атавистические конечности бывают развиты в разной степени, и у многих из них отчетливо наличествуют основные кости конечностей сухопутных млекопитающих – бедренная, большая берцовая и малоберцовая кости. У некоторых даже имеются стопы и пальцы!

Почему подобные атавизмы вообще проявляются? Наиболее правдоподобна гипотеза, что они возникают из-за реэкспрессии (пробуждения) генов, которые у предков функционировали, но затем, когда потребность в них отпала, естественный отбор заставил их «замолчать». Однако эти дремлющие гены в отдельных случаях могут пробуждаться, если в развитии происходит какое-то нарушение. У китов до сих пор сохраняется какая-то генетическая информация, позволяющая отращивать ноги, правда, не совсем полноценные, потому что за миллионы лет, которые эта информация хранилась в геноме невостребованной, в ней успели накопиться ошибки, но тем не менее ноги. А сохранилась эта информация в геноме кита потому, что киты произошли от четвероногих предков. Редко встречающиеся атавистические ноги, как и неизменно наличествующий в организме кита таз, служат доказательством эволюции.

У современных лошадей, которые произошли от пятипалых предков меньшего размера, иногда встречаются такие же атавизмы. В палеонтологической летописи отражено то, как эти предки со временем утрачивали пальцы, так что у современных лошадей остался только один средний палец, собственно копыто. Как выяснилось, в начале развития у зародыша лошади три пальца, которые растут с одинаковой скоростью. Однако впоследствии средний палец принимается расти быстрее остальных двух, которые при рождении жеребенка сохраняются в виде тонких грифельных костей по бокам ноги. (Грифельные кости представляют собой подлинно рудиментарную черту. Если они воспаляются, то это серьезное заболевание под названием сплинт (периостит грифельных костей).) Однако в редких случаях эти дополнительные пальцы продолжают развиваться, пока не превращаются в настоящие лишние пальцы, снабженные маленькими копытцами. Зачастую эти лишние пальцы касаются земли, только когда лошадь бежит. Именно так и выглядела древняя лошадь Merychippus 15 млн лет назад. Когда-то лошади с такими анатомическими особенностями считались чем-то сверхъестественным: по слухам, на таких ездили Юлий Цезарь и Александр Македонский. Такие лошади и в самом деле чудо, чудо эволюции, потому что отчетливо демонстрируют генетическое родство между древними и современными лошадьми.

Самым поразительным из атавизмов, присущих нашему биологическому виду, является «копчиковый вырост», более известный как человеческий хвост. Как вы вскоре узнаете, на ранней стадии развития у человеческого эмбриона есть хвост порядочного размера, который начинает исчезать примерно на седьмой неделе развития зародыша (кости и ткани хвоста просто резорбируются, т. е. рассасываются). Однако в редких случаях он не исчезает полностью, и ребенок рождается с хвостом, растущим из основания позвоночника (см. рис. 14). Подобные хвосты бывают очень разными: некоторые «мягкие», бескостные, а в некоторых есть позвонки – те самые позвонки, которые в норме сливаются, образуя копчик. Встречаются хвосты 2,5 см длиной, а иногда длина доходит до 30,5 см. Хвосты представляют собой не просто складку кожи, у них бывают волосы, мышцы, кровеносные сосуды и нервы. Они могут даже вилять! К счастью, эти неудобные отростки легко удалить хирургическим путем.

Что бы это могло значить, кроме того, что мы до сих пор храним в геноме информацию о том, как отращивать хвосты? В самом деле, недавние генетические исследования показали, что мы несем в точности те же гены, которые отвечают за выращивание хвостов у животных, наподобие мышей, но у человеческого эмбриона эти гены в норме не активны. Хвосты представляют собой подлинный атавизм.