Рассказ предка

Вернемся к нашему первобытному червю. Мы разобрались с дифференциацией переднего и заднего конца тела. А как обстоит дело с дифференциацией верхней и нижней стороны тела? Почему у животных есть спинная и брюшная сторона? Причина аналогична, причем морской звезды это касается в той же степени, что и червя: сила тяжести. Нижняя сторона тела находится там, где дно, где тело испытывает наибольшее трение. А верхняя сторона тела расположена там, откуда приходит солнечный свет и откуда падают различные предметы. Маловероятно, что опасность будет одновременно угрожать и сверху, и снизу. Если и так, то эти опасности, скорее всего, окажутся совершенно разными. Поэтому у нашего примитивного червя должна быть специализированная верхняя, или спинная (дорсальная), сторона, и специализированная нижняя, или брюшная (вентральная), сторона. Ему не все равно, какая сторона будет обращена к дну, а какая – к небу.

Если объединить передне-заднюю дифференциацию с верхненижней, мы автоматически определим левую и правую сторону. Но, в отличие от двух других осей тела, наличие лево-правой оси не определяется прагматическими соображениями. Угроза с равной вероятностью может явиться как справа, так и слева. Шансы найти пищу слева или справа также равны. Поэтому никаких причин для появления различий между правой или левой сторонами тела нет. Асимметричные конечности и мышцы будут лишь мешать животному, заставляя его двигаться по кругу, а не по прямой.

Показательно, что самое яркое исключение из этого правила является вымышленным. В Шотландии есть легенда о диком существе хаггис, живущем в горах. Вдоль одной половины тела у него короткие лапы, а вдоль другой – длинные, поэтому он бегает по крутым склонам гор только в одном направлении. Из реальных животных лучший пример, который я могу подобрать, – это бриллиантовый кальмар, живущий в австралийских водах. Левый глаз у него гораздо крупнее правого. Животное плавает под углом 45°, причем большой телескопический глаз высматривает добычу наверху, а маленький правый следит за хищниками внизу. Еще одно асимметричное животное – кривоносый зуек. У этой новозеландской птицы клюв заметно изогнут вправо. Зуек в поисках добычи разбрасывает им прибрежную гальку. Четко выраженная асимметрия наблюдается и у манящих крабов: одна клешня у них сильно увеличена и используется для сражений, точнее для демонстрации способности к сражениям. Но, пожалуй, самую удивительную историю об асимметрии в животном мире рассказал мне Сэм Терви. У ископаемых трилобитов часто находят следы укусов, указывающие на то, что они едва избежали хищников. Любопытно, что около 70 % этих следов расположены с правой стороны тела. То ли трилобиты имели асимметричное зрение, как бриллиантовые кальмары, то ли хищники, как манящие крабы, нападали лишь с одной стороны.

Но эти примеры – исключения из правила. Я упоминаю о них лишь ввиду их редкости и контраста, который они составляют с симметричным миром примитивного червя и его потомков. У нашей ползающей архетипической модели есть левая и правая сторона тела, которые являются зеркальными отражениями друг друга. Органы у такого животного закладываются парами. Поэтому исключения вроде бриллиантового кальмара обращают на себя внимание.

Кстати, о глазах. Были ли они у первого двусторонне-симметричного животного? Недостаточно сказать, что у всех современных потомков сопредка № 26 есть глаза: они бывают разными. По некоторым оценкам, “глаз” независимо эволюционировал более 40 раз у различных представителей царства животных.

Чтобы было легче найти ответ, позвольте заметить, что глаз, по сути, не светочувствительный орган, а оптический прибор, формирующий изображение. Оптические системы камерного глаза позвоночных и фасеточного глаза ракообразных эволюционировали независимо, основаны на разных принципах, однако происходят от одного и того же органа общего предка (сопредка № 26) – видимо, некоторой разновидности глаза.

Доказательство этого, причем убедительное, предоставляет генетика. У дрозофилы есть ген eyeless (“безглазый”). Генетики имеют привычку называть гены по эффекту, который дает мутация. Ген eyeless в нормальных условиях не соответствует своему названию, поскольку отвечает за формирование глаз. Однако когда в нем появляется мутация, процесс нарушается, и мушки оказываются без глаз. Отсюда и название. Такая система названий генов сбивает с толку, и поэтому я вместо eyeless буду использовать сокращение ey. Ген ey в норме отвечает за формирование глаз: мы знаем это, потому что при нарушениях его работы глаза не развиваются. И здесь начинается самое интересное. У млекопитающих есть похожий ген Pax6, также известный у мышей как small eye (“маленький глаз”), а у людей как aniridia (“без радужки”). Эти названия также отражают негативный эффект мутантной формы гена.