Неотрицаемое. Наш мир и теория эволюции - Билл Най

С момента публикации статьи Гулда и Элдриджа в 1972 году было проведено множество исследований как с реальными популяциями, так и с математическими моделями. Результаты объясняли, почему эволюция может казаться одновременно быстрой и медленной: она действительнои быстрая, и медленная. Большие популяции имеют тенденцию к сохранению своего состояния с генетической точки зрения. Как говорят палеонтологи, большие популяции склонны к застою. Небольшие же, наоборот, могут быстро превращаться в новые виды. Теперь, когда вы прочли такое объяснение, я надеюсь, вы ответите что-то вроде: «Ну да, это же очевидно…» Сегодня, в начале XXI века то же самое можно выразить всего лишь одним слогом, произнесенным с тенью сарказма «Н-да…». Судя по всему, это произошло от «Ну, да…» Но тем не менее не забывайте, что многим людям, жившим сто или около того лет назад, это совершенно не казалось очевидным.

Все это имеет огромное значение в контексте всех предыдущих переломов в эволюционном мышлении и в контексте псевдонаучных идей о естественной истории Земли, внушаемых креационистами молодому поколению. Прерывистое равновесие объясняет нехватку очень многих переходных форм в собраниях окаменелостей, хранящихся в научных институтах по всему миру. Представьте себе цепочку островов (Галапагосы), которые образуют архипелаг у западного побережья Тихого океана, – там, где сейчас находится Эквадор. Любая сильная буря может буквально смыть с материка некоторых животных и забросить их на эти острова (позже я расскажу еще кое-что на эту тему). Эти острова расположены достаточно близко к материку для того, чтобы большая волна или ветер могли перенести сюда организмы, но они слишком далеко для того, чтобы эти животные и их потомки имели возможность встречаться со своими континентальными родственниками уже после того, как они очутились на острове. Их популяции становятся изолированными. Эволюционные биологи часто используют термин «аллопатрические», от греческого словосочетания, означающего «другое отечество» или «другая родина».

По сравнению с материковыми птицами островные вьюрки образуют довольно немногочисленное племя, точнее, стаю. Если одному из них посчастливится вылупиться с клювом, который будет чуть более удобным при раскалывании орехов, чем клюв соседа, то это даст везунчику шанс на более сытую и привольную жизнь. Очень важно здесь то, что гены, отвечающие за появление более удобного клюва, в этой популяции в процентном соотношении будут составлять большую часть генофонда, чем если бы они встретились в многочисленной материковой популяции. Соответственно, гены потомков счастливчика, обладающих модифицированными клювами, также составят большую часть генофонда на этом острове. Как я уже сказал, это кажется очевидным, как только вы узнаете ответ. Наглядно мы можем пронаблюдать эти процессы на математических моделях. В них мы можем ускорить процесс эволюции посредством электронной компьютерной симуляции. Сразу же в глаза бросается эффект прерывистого равновесия. Это причина, почему мы просто не можем увидеть многие из переходных форм. Их, по сути, значительно меньше, а изменения происходят быстро. Очень немногие из этих промежуточных организмов сохранились до нашего времени, чтобы мы могли найти их, спустя миллионы лет после их исчезновения.

Если небольшая популяция получает хотя бы небольшое преимущество, то может получить и большее. Поскольку популяция, о которой мы ведем речь, оказывается изолированной, она может развить достаточно заметные отличия от своего родового племени или стаи, и в результате ее представители утратят способность успешного размножения с партнерами из прежней компании. Эти представители станут новым, отдельным видом. Если посмотреть на окаменелости особей, принадлежащих к довольно большой группе организмов, мы не сможем увидеть свидетельства промежуточных изменений, поскольку для такого количества представителей их было слишком мало. Осознав механизм формирования генетических островов и прерывистого равновесия, едва ли можно допустить, что все могло происходить иначе. Недостаток «недостающих звеньев» на самом деле является очередным доказательством эволюции. Это именно то, что мы ожидаем найти в природе. Будь палеонтологическая летопись идеальной – вот это была бы загадка!

Кстати, покуда я пишу здесь о несовершенстве палеонтологической летописи, имейте в виду, что это несовершенство с каждым часом становится все менее и менее несовершенным. Каждую неделю или около того палеонтологи открывают новое удивительное животное, обнаруживая его останки, заточенные в скалах. Недавно произошло открытие окаменелости двух с половиной метровой многоножки карбонового периода, то есть жившей около 300 млн лет назад. Окаменелость достаточно хорошо сохранилась, так что исследователи могут увидеть, что это животное было вегетарианцем – об этом свидетельствует его очень длинный кишечный тракт, а точнее, его отпечаток в фрагменте скалы. Я был в Государственном парке Эшфол в Небраске и видел семена, сохранившиеся в желудках двухтонных, давно вымерших северо-американских носорогов. Мы продолжаем искать новые окаменелости, чтобы узнать больше о нашем прошлом, но у нас уже есть достаточное количество информации – и мы работаем с ней.

До этого момента я в основном говорил об изменениях (ну ведь это самое интересное…), однако застой – это также одна из важнейших характеристик эволюции. Популяции в экосистемах, как правило, стремятся оставаться в равновесии. Действительно, почему бы и нет? Если они остаются в одной местности и получают то же самое количество солнечного света и продовольственных ресурсов в течение многих лет, то их представители рождаются и умирают, но при этом общая картина остается примерно одинаковой. Время от времени можно услышать термин «живое ископаемое». Даже я использую это словосочетание. Несмотря на то что значение этого выражения мне нравится, само оно по сути совершенно бессмысленно. Ископаемое – это то, что откопали. Если организм жив, стало быть, он не может быть мертв и закопан… Тем не менее такое выражение является употребительным и, скорее всего, обозначает организмы, в течение долгого, долгого геологического или эволюционного времени остававшиеся неизменными.

Вы наверняка видели, а может быть, у вас даже есть раковина моллюска наутилус. Эти замечательные морские существа по мере своего роста выстраивают все новые камеры своей раковины, которые в результате образуют логарифмическую спираль. У них есть то, что мы могли бы назвать камерой обскура для глаза. И это было у них последние 500 млн лет. Животные, живущие сегодня, не могут быть ископаемыми. Но ведь они точно такие же, как и их предки, которые вымерли. Возможно, вы видели изображения целаканта. Эта рыба считалась вымершей. У исследователей были только ее окаменелые останки, пока в 1939 году у южного побережья Африки не была обнаружена популяция, живущая так, как жили их предки в течение последних 65 млн лет. Кстати, наутилус и целакант находятся под угрозой исчезновения – и все из-за человека. Мы убиваем их ради ракушек и нашего любопытства. Мы действительно рискуем в ближайшее время превратить этих живых животных в мертвые ископаемые, а это весьма удручающее и безнадежное состояние.

Для таких существ, как наутилус и целакант, жизнь без изменений, происходящих от поколения к поколению, служит свидетельством неизменности условий существования, которое сохраняется на протяжении длительного времени. Эти животные продолжают накапливать мутации в генах, но стабильность окружающей среды не дает преимущества этим изменениям. И совсем не случайно эти животные обитают в океане. Именно в океане шансы на статичность окружающей среды гораздо выше; по крайней мере, так и было до того, как появились люди. Вы наверняка не раз использовали выражение «экологический баланс», или «равновесие в природе». Но когда речь идет о крупных изменениях – скажем, по соседству произошло извержение вулкана или огромная буря снесла вас в море, и вам повезло очутиться на необитаемом острове, – популяции становятся изолированными. Вот тогда все происходит быстро.