Эволюция будущего

В течение первых 3,5 миллиардов лет своего существования наша планета была лишена животной жизни, и на ней не было животных, достаточно крупных, чтобы оставить видимый след в летописи окаменелостей, на протяжении ещё полумиллиарда лет после этого. Но, когда 550 миллионов лет назад, животные, наконец, вырвались на сцену в океанах, они сделали это, фигурально выражаясь, взрывным образом, во время относительно внезапного события, известного как «кембрийский взрыв». В течение относительно короткого времени все типы (большие категории животных, характеризующиеся уникальным планом строения тела, такие, как членистоногие, моллюски и хордовые) животных, которые существуют в настоящее время, либо появились в процессе эволюции, либо впервые появились в летописи окаменелостей. Неоспоримые ископаемые остатки животных никогда не были обнаружены в слоях осадочных пород возрастом более 600 миллионов лет, независимо от того, где на Земле мы будем искать. Однако же окаменелости животных одновременно и разнообразны, и встречаются в изобилии в породах возрастом 500 миллионов лет, и они включают представителей большинства типов животных, всё ещё существующих на Земле. Похоже, что в течение отрезка времени длительностью, возможно, 20 миллионов лет или менее, наша планета претерпела превращение из места, лишённого животных, которые могли быть различимы невооружённым глазом[52], в планету, изобилующую беспозвоночной морской жизнью, сравнимой по размерам почти с любым видом на Земле в наши дни.

Темпы появления эволюционных новшеств и образования новых видов во время «кембрийского взрыва» никогда больше не были столь же высокими. Он породил и огромное количество новых видов, и множество совершенно новых планов строения тела. То, что все типы животных появились бы в течение одного-единственного, короткого «взрыва» разнообразия – это явно не является предсказуемым результатом эволюции. Из этого наблюдения выводится другое заключение, касающееся «кембрийского взрыва», которое является столь же загадочным, хотя значительно менее известным: «кембрийский взрыв» ознаменовал собой не только начало, но также и конец эволюционных новшеств на уровне типов. Начиная с кембрия, не эволюционировало ни одного нового типа. Экстраординарным фактом является то обстоятельство, что эволюция новых планов строения тел животных началась и завершилась в течение кембрийского периода.

Отсутствие новых типов и малое количество новых классов, появившихся после конца «кембрийского взрыва», может быть лишь особенностью летописи окаменелостей; возможно, в процессе эволюции появилось много новых таксонов высокого ранга, которые впоследствии вымерли. Это кажется маловероятным. Гораздо более вероятно то, что большая волна новшеств, отмечающая кембрий, подошла к концу, когда большая часть экологических ниш оказалась занятой легионами вновь эволюционировавших морских беспозвоночных.

Кембрийский период видел удивительный взрыв разнообразных новых планов строения тела.

И всё же остаётся одна тайна, заставляющая ломать голову: почему получилось так, что после двух крупных массовых вымираний, пермо-триасовой и мел-третичной катастроф, не эволюционировало ни одного нового типа? Хотя пермское массовое вымирание, возможно, заставило количество видов резко упасть до столь же низкого уровня, какой был в раннем кембрии, последующее разнообразие в мезозое произошло за счёт образования множества новых видов, но очень немногих таксономических категорий более высокого ранга. Эволюционные события кембрия и раннего триаса резко различаются: хотя оба произвели несметное число новых видов, событие в кембрии закончилось образованием множества новых планов строения тела; триасовое событие завершилось лишь образованием новых видов, которые обладали уже установившимися ранее планами строения тела.

Для объяснения этого различия были предложены две гипотезы. Первая предполагает, что эволюционная новизна появляется лишь тогда, когда экологические возможности действительно велики. На протяжении кембрия, например, существовало много местообитаний и ресурсов, которые не были заняты или не эксплуатировались морскими беспозвоночными животными, и большой эволюционный взрыв новых планов строения тела был ответом на эти возможности. Эта ситуация не повторилась после пермо-триасового массового вымирания. Даже при том, что большинство видов было уничтожено, выжило достаточно видов, чтобы заполнить большую часть экологических ниш. Согласно этому сценарию, выжило достаточное количество животных с различными формами тела, чтобы заселить большую часть различных экологических ниш (даже при низких разнообразии или численности), и в процессе этого заселения путь эволюционной новизне был перекрыт.