Невероятная случайность бытия. Эволюция и рождение человека

У большинства костных рыб – от бычка до осетра – есть плавательный пузырь. Это воздушный мешок, и развивается он у эмбриона рыбы в виде выпячивания кишечной трубки. Стенки этого воздушного мешка, как и альвеолы млекопитающих, содержат множество мелких кровеносных сосудов, позволяющих газам диффундировать либо в просвет плавательного пузыря, либо обратно, в кровь сосудов. У многих рыб исходная связь плавательного пузыря и кишечной трубки утрачивается, но у некоторых видов (карп, форель, сельдь, угорь и пр.) остается открытый проток, соединяющий плавательный пузырь с кишкой. Это означает, что рыба может удалить избыток газа из плавательного пузыря через рот или, наоборот, добавить воздух в пузырь, заглатывая его ртом над поверхностью воды. Другими словами, такого рода плавательный пузырь может работать как легкое, частично участвуя в газообмене. Таким образом, мы неожиданно выяснили, что переход от дышащей жабрами в воде рыбы к дышащему воздухом четвероногому животному не был таким уж внезапным.

На Земле и сейчас живет несколько видов, на примере которых еще отчетливее можно видеть связь между дыхательным аппаратом рыб и дыхательным аппаратом четвероногих. У некоторых рыб плавательные пузыри так хорошо приспособлены к газообмену, что их вполне можно назвать легкими. У этих легких, так же как и у наших, есть даже маленькие воздушные альвеолы. Этих рыб – как вы уже, вероятно, догадались – называют двоякодышащими. (Есть, правда, и другие рыбы, родственники двоякодышащих, обладающие легкими и способные дышать атмосферным воздухом; это наши еще более дальние родственники, полиптерусы (биширы) – древнейший род из семейства многопёровых, у которых тоже есть легкие, но они имеют гладкую внутреннюю поверхность, лишенную альвеол, в отличие от двоякодышащих рыб.)

Неудивительно поэтому, что из всех костных рыб двоякодышащие рыбы являются ближайшими родственниками четвероногих животных. В настоящее время на Земле обитают три вида двоякодышащих рыб – в Африке, Бразилии и Австралии. У всех двоякодышащих, как и у остальных рыб, есть жабры, однако если австралийская двоякодышащая рыба может дышать исключительно жабрами, то ее бразильские и африканские родичи задохнутся, если их все время держать под водой. Способность дышать воздухом и зависимость от такого типа дыхания они унаследовали от предков, общих для них и земноводных. Подобно амфибиям, двоякодышащие рыбы обладают легкими, которые соединены с глоткой и снабжаются кровью из шестой дуговой аортальной дуги. Все это звучит очень знакомо, потому что, по сути, то же самое имеет место и в человеческом организме. В отличие от других рыб – и подобно амфибиям – у двоякодышащих рыб предсердия и желудочки частично разделены. Насыщенная кислородом кровь отделена от лишенной кислорода крови, которая возвращается по венам в сердце от всех участков тела. Тракт, выносящий кровь из сердца, снабжен спиральным клапаном, разделяющим два потока крови. Бедная кислородом венозная кровь направляется в нижнюю пару аортальных дуг, по которым она поступает в жабры и легкие, а обогащенная кислородом кровь поступает в вышележащие дуги, откуда распределяется по всему телу.

Двоякодышащие рыбы – в качестве живого примера – наглядно показывают нам, как возникли легкие наземных животных. Легкие двоякодышащих рыб – это фантастический пример предрасположенности эволюции к использованию в ином качестве уже имеющихся структур и зачатков, а также и генов, которые начинают принимать участие в новых функциях. Иногда существующие структуры и гены удваиваются перед тем, как взять на себя новые роли. В нашей ДНК гены усваивают новые роли благодаря дупликации, но то же самое может происходить и с куда более крупными анатомическими структурами. Например, у ранних млекопитающих произошло удвоение сустава нижней челюсти, что позволило некоторым костям мигрировать в ухо и превратиться в слуховые косточки. Другой способ, каким определенные структуры могут брать на себя новые роли, заключается в том, что они – совершенно случайно – начинают исполнять новую функцию, когда старая себя изживает и становится лишней. Воздушный пузырь, выросший из кишки, который уже существовал у наших дышавших жабрами в воде предков, оказался необходимым для дыхания атмосферным воздухом, когда наши четвероногие предки выползли на сушу. Эволюция любит использовать непредвиденные возможности, которые оказываются в ее распоряжении.

Кишки и желточный мешок Связь между яйцекладущими предками и плодоядными обезьянами

Мы признаем, что похожи на человекообразных обезьян, но редко осознаем, что мы и есть человекообразные обезьяны.

Ричард Докинз

Рост и изгибы кишечной трубки