Бесконечное число самых прекрасных форм. Новая наука эво-дево и эволюция царства животных

О существовании связи между развитием и эволюцией биологам известно давно. И Дарвин в книгах "О происхождении видов" (1859) и "Происхождение человека и половой отбор" (1871), и Гексли в коротком шедевре "О положении человека в ряду органических существ" (1863) в значительной степени опирались на данные эмбриологии (те, что были известны в середине девятнадцатого века) для демонстрации связи человека с царством животных и для подтверждения теории эволюции. Дарвин призывал читателя представить себе, как мельчайшие изменения, происходящие в разные моменты и в разных частях тела, через тысячи или миллионы поколений, за временные промежутки длиной от десятков тысяч до нескольких миллионов лет, приводят к образованию множества форм, адаптированных к различным условиям и обладающих уникальными способностями. Именно к этому в двух словах сводится суть эволюции.

Суть доводов Гексли проста: мы можем удивляться превращению яйца во взрослое животное, но для нас это будничный факт. В таком случае, только отсутствие воображения мешает понять, каким образом изменения в этом процессе, накапливающиеся на протяжении больших временных отрезков, намного превышающих то, что может охватить человеческий опыт, создают разнообразие всего живого. Эволюция столь же естественна, как и развитие эмбриона.

Будучи естественным процессом того же рода, что и появление дерева из семечка или курицы из яйца, эволюция исключает творение и любое другое сверхъестественное вмешательство.

"Афоризмы и размышления", 1907.

Хотя Дарвин и Гексли были правы относительно роли развития в эволюции, на протяжении сотни с лишним лет после публикации их работ приблизиться к пониманию загадок развития практически не удалось. Вопрос о том, как простое яйцо дает начало полноценному организму, оставался одним из самых трудноразрешимых вопросов во всей биологии. Многие считали, что процесс развития безнадежно сложен и что для объяснения развития разных животных требуются совершенно разные подходы. Эта задача казалась настолько неразрешимой, что исследования в области эмбриологии, наследственности и эволюции, которые сто лет назад были тесно переплетены и формировали ядро биологического мышления, разделились и каждая из этих наук принялась изобретать собственные закономерности.

Поскольку развитие эмбриологии задержалось очень надолго, она не принимала никакого участия в так называемом современном синтезе эволюционных идей (другое название этого направления — синтетическая теория эволюции), который возник в 1930-1940-х гг. Десятилетия спустя после выхода в свет трудов Дарвина ученые все еще пытались понять механизм эволюции. В момент создания "Происхождения видов" механизм передачи наследственных признаков не был известен. Работы Грегора Менделя были заново открыты биологами лишь спустя десятилетия после их публикации, и до начала 1900-х гг. генетика не развивалась. Специалисты в разных областях биологии использовали совершенно разные подходы к изучению эволюции. Палеонтологи концентрировались на очень больших временных интервалах, анализе окаменелостей и эволюции крупных таксонов. Систематиков волновали проблемы вида и видообразования. Генетики по большей части исследовали изменчивость признаков лишь у нескольких модельных видов. Эти области научных исследований не были связаны между собой, а порой и соперничали, пытаясь доказать, что каждая из них вносит больший вклад в эволюционную биологию. Гармония была достигнута постепенно, в результате интеграции взглядов на эволюционные процессы на разных уровнях. Книга Джулиана Хаксли "Эволюция: современный синтез" (1942) обозначила возникновение этого союза и признание всеми двух основных идей. Первая идея: постепенная эволюция может быть результатом небольших генетических изменений, создающих вариации, которые становятся материалом для естественного отбора. Вторая идея: эволюция на уровне крупных таксонов и в более крупных масштабах может объясняться теми же постепенными эволюционными изменениями, происходящими за более длительные промежутки времени.

Современный синтез в значительной степени заложил основы эволюционной биологии на последующие шестьдесят лет. Однако, несмотря на многообещающие слова "современный" и "синтез", эта теория была неполной. С момента ее возникновения до недавнего времени мы могли сказать, что формы изменяются и что движущей силой этого процесса является естественный отбор, но мы ничего не могли сказать о том, как изменяются формы, объяснить видимые проявления эволюции, запечатленные, например, в окаменелостях. С точки зрения современного синтеза эмбриология была своего рода "черным ящиком", который каким-то образом трансформирует генетическую информацию в трехмерный функциональный организм.