Эволюция: Неопровержимые доказательства - Джерри Койн

В попытках ответить на этот вопрос предшественники Дарвина заложили основу для его собственных умопостроений, которым Дарвин придавал такое значение, что в «Происхождении видов» отвел им целые две главы. Эти главы зачастую считают основополагающим документом в области биогеографии, т. е. науки о распространении видов на Земле. Эволюционное объяснение, которое в этих главах было предложено для географии жизни, изначально было по большей части правильным, а великое множество позднейших исследований лишь уточнило и подтвердило его. Это биогеографическое доказательство эволюции в наши дни уже настолько весомо, что мне ни разу не попадалась креационистская книга, статья или лекция, которая бы пыталась его опровергнуть. Креационисты просто притворяются, будто этого доказательства не существует.

Смешно, но своими корнями биогеография уходит в глубины религии. Самые первые «натуралисты-теологи» пытались показать, как можно объяснить распространение организмов библейской историей о Ноевом ковчеге. Они считали всех живых существ потомками тех, кого Ной взял в ковчег по принципу «каждой твари по паре» и которые высадились на сушу, когда потоп закончился (традиционно было принято считать, что ковчег пристал к берегу возле горы Арарат в восточной Турции). Однако это объяснение сразу же вызывает резонные вопросы. Как кенгуру и гигантские земляные черви добрались через океан до своего нынешнего места обитания в Австралии? Неужели пара львов не слопала бы сразу же пару антилоп? По мере того как натуралисты открывали все новые и новые виды растений и животных, даже наиболее истово верующий убеждался, что никакое судно не смогло бы вместить столько живых существ, не говоря уже о запасе пищи и воды для полуторамесячного плавания.

Так появилась другая теория – теория множественных актов творения, рассредоточенных по всей поверхности Земли. В середине 1800-х гг. знаменитый швейцарский зоолог Луи Агассис, тогда работавший в Гарварде, предположил: «Неизменны и статичны были не только биологические виды, но и их распространение: каждый вид оставался там, где был сотворен, или поблизости». Однако новые открытия быстро показали несостоятельность этой идеи, особенно все возрастающее количество ископаемых находок, которые опровергали утверждение, будто биологические виды «неизменны и статичны». Такие геологи, как Чарльз Лайелл, друг и наставник Дарвина, начали находить доказательства, что Земля не только очень стара, но и изменчива. Во время плавания на «Бигле» Дарвин сам обнаружил раковины ископаемых морских моллюсков высоко в Андах, доказывавшие, что когда-то эти горы находились под водой. Вероятно, суша поднималась или опускалась, а континенты, которые мы видим сейчас, в прошлом, возможно, были меньше или больше. Кроме того, возникали вопросы о распространении видов, требовавшие ответа. Почему флора Южной Африки была так похожа на флору южной части Южной Америки? Некоторые биологи предположили, что все континенты некогда соединялись огромными сухопутными перемычками (Дарвин недовольно сообщал Лайеллу, что эти перемычки были придуманы с легкостью, с которой повар печет пирожки), однако доказательства их существования так и не были обнаружены.

Чтобы разобраться с этими сложностями, Дарвин выдвинул собственную теорию. Он заявил, что распространение видов объясняется не творением, но эволюцией. Если растения и животные каким-то образом распространялись на большие расстояния и могли эволюционировать и порождать новые виды после распространения, то это вместе с происходившими в древности изменениями на поверхности Земли, например ледниковыми периодами, могло бы объяснить многие особенности биогеографии, которые ставили предшественников Дарвина в тупик.

Как выяснилось со временем, Дарвин был прав, но не совсем. Да, действительно, многие факты из области биогеографии становились понятны, только если поверить в эволюцию, расселение видов и изменения земной коры. Многие, но далеко не все. Крупные нелетающие птицы, такие как африканские страусы, нанду и эму, встречаются соответственно в Африке, Южной Америке и Австралии. Если у них всех был общий нелетающий предок, как они могли так широко распространиться? И почему на востоке Китая и на востоке Северной Америки, так далеко отстоящих друг от друга, встречаются одни и те же растения, например тюльпанное дерево и симплокарпус вонючий, которые не попадаются на промежуточных территориях?

Сейчас мы получили ответы на многие вопросы, на которые когда-то не удалось ответить Дарвину, и этим мы обязаны развитию двух областей, которые он и вообразить не мог: теории дрейфа континентов и молекулярной систематике. Дарвин принимал идею о том, что Земля со временем менялась, но даже представить не мог, насколько сильны были эти перемены. С 1960-х гг. ученые знают, что в прошлом география мира сильно отличалась от современной, поскольку гигантские суперконтиненты перемещались, соединялись и вновь расходились{22}.

Примерно сорок лет назад мы начали накапливать сведения, полученные путем секвенирования ДНК и белков, которые рассказывают не только об эволюционных взаимоотношениях между видами, но и сообщают примерное время, когда эти виды отделились от общих предков. Эволюционная теория прогнозирует, а полученные данные подтверждают, что, по мере того как виды ответвлялись от общих предков, их ДНК менялись во времени в общем и целом равномерно. Мы можем использовать эти «молекулярные часы», сверяя их по ископаемым предкам современных видов, чтобы установить время отделения тех видов, которые плохо представлены в палеонтологической летописи.

При помощи «молекулярных часов» мы можем сопоставить эволюционные соотношения между видами с известными нам перемещениями континентов точно так же, как с движениями ледников и формированием настоящих сухопутных перемычек, таких как Панамский перешеек. Таким образом мы сможем узнать, совпадает ли по времени возникновение видов с появлением новых континентов и мест распространения. Эти новшества превратили биогеографию в масштабный детектив: при помощи разнообразных инструментов и как будто бы не связанных между собой фактов биологи могут вычислить, почему виды живут в определенных местах. Например, теперь мы знаем, что сходство между африканской и южноамериканской растительностью неудивительно, потому что их предки некогда населяли суперконтинент Гондвану, который разделился на несколько частей (нынешние Африку, Южную Америку, Индию, Мадагаскар и Антарктиду), и разделение это началось примерно 170 млн лет назад.

Каждый очередной шаг дедуктивного биогеографического расследования подтверждает эволюцию. Если бы виды не появились эволюционным путем, то их географическое распространение, как ископаемых, так и современных, не могло бы получить объяснения. Давайте сначала рассмотрим виды, которые обитают на континентах, а затем – обитателей островов, поскольку эти столь непохожие места обитания обеспечивают нам совершенно разные доказательства эволюции.

Начнем с наблюдения, которое бросается в глаза каждому, кто много путешествует по миру. Если вы посетите две разные местности с похожими климатом и почвами, вы увидите там разные типы жизни. Возьмем, к примеру, пустыни. Многие растения пустынь относятся к суккулентам: у них наблюдается сочетание адаптивных признаков, таких как крупные мясистые стебли, позволяющие сохранять влагу, шипы, чтобы отваживать хищников, и маленькие листья или полное их отсутствие, что помогает предотвратить потерю влаги. Однако в разных пустынях произрастают разные типы суккулентов. Суккуленты Северной и Южной Америки относятся к семейству кактусовых. Однако в пустынях Азии, Австралии и Африки кактусовые не произрастают, и суккуленты принадлежат к совершенно другому семейству, а именно молочайных. Различие между двумя типами суккулентов легко заметить, потому что они по-разному цветут и у них разный сок: у кактусовых сок прозрачный и водянистый, а у молочайных – молочно-белый и горький. Но, несмотря на эти фундаментальные различия, кактусовые и молочайные могут быть очень похожи. У меня дома на подоконнике растут представители обоих семейств, и, если бы не таблички, гости бы их не различали.