Рассказ предка

“Молекулярные часы”, использованные таким образом, дали удивительные результаты. Согласно им, возраст общего предка человека и шимпанзе составляет около 6 млн ± 1 млн лет. Когда эту оценку впервые объявили, она вызвала вполне естественное негодование палеонтологов, привыкших датировать расхождение указанных ветвей примерно 20 млн лет. Сейчас уже почти никто не спорит с молекулярной датировкой. Возможно, крупнейший успех “молекулярных часов” – это датирование радиации плацентарных млекопитающих (см. “Великая меловая катастрофа”). Исключив из расчетов грызунов с их ненормальной скоростью мутирования, ученые обнаружили, что “молекулярные часы” отодвигают общего предка млекопитающих в меловой период. Например, одно из исследований ДНК современных плацентарных млекопитающих с использованием “молекулярных часов” поместило этого предка в эпоху динозавров (100 млн лет назад). Когда начали появляться такие оценки, они не согласовывались с ископаемыми, указывавшими на гораздо более поздний “взрыв” млекопитающих. Однако позднее молекулярные оценки подтвердились находками млекопитающих, жившими 125 млн лет назад. Так что “ранние” оценки становятся общепринятыми. Можно припомнить немало историй успеха “молекулярных часов”. Именно на них основаны многие датировки в книге.

Но не стоит забывать об осторожности. Ведь “молекулярные часы” зависят от калибровки по ископаемым. Датировки ископаемых, сделанные радиометрическим способом, мы принимаем с тем уважением, с которым биология справедливо относится к физике (см. “Рассказ Секвойи”). Одно датированное ископаемое, которое определяет нижнюю границу для точки эволюционного ветвления, часто используется для калибровки целого ряда “молекулярных часов”, разбросанных по геномам разных животных. Однако в докембрии, где ископаемых почти не остается, нам приходится полагаться на относительно молодые ископаемые для калибровки “молекулярных часов”, которые потом используются для оценки очень древних событий. А в этом, конечно, мало хорошего.

Ископаемые свидетельствуют, что рандеву № 16 (расхождение млекопитающих и завропсидов) произошло около 310 млн лет. Эта дата используется для калибровки многих “молекулярных часов”, датирующих гораздо более древние точки ветвления. Не стоит забывать, что любая оценка возраста имеет погрешность, и ученые в статьях обычно приводят границы погрешности для каждой оценки: например, ± 10 млн лет. Все это здорово, если даты, которые мы оцениваем с помощью “молекулярных часов”, относятся к той же эпохе, что и ископаемые, использованные для калибровки. А если эпохи не совпадают, пределы погрешности возрастают, и незначительное изменение исходных положений или величин в расчетах заметно отражается на результате: не ± 10 млн лет, а, например, ± 500 млн лет. Широкие пределы погрешности указывают на то, что даты, которые мы оцениваем, слишком чувствительны к ошибкам измерения.

В “Рассказе Онихофоры” представлены оценки, сделанные с помощью “молекулярных часов”. Некоторые из них отодвигают точки ветвления глубоко в докембрий: так, расхождение позвоночных и моллюсков оценивается в 1,2 млрд лет. Недавние исследования, в которых используются методы, учитывающие возможные вариации в скорости мутирования, сокращают диапазон датировки до 600 млн лет – довольно радикальное сокращение, укладывающееся в пределы погрешности исходных оценок. Но это слабое утешение.

Хотя в целом я горячо поддерживаю идею “молекулярных часов”, мне кажется, оценки древнейших событий нужно принимать с осторожностью. Когда мы экстраполируем датировки, полученные с помощью ископаемого возрастом 310 млн лет, на события, которые более чем вдвое древнее, это чревато ошибками. Например, может оказаться, что скорость молекулярной эволюции у позвоночных (учтенная в нашем уравнении) нетипична. Как принято считать, они претерпели два цикла дупликации генома. Внезапное появление большого числа дублированных генов могло повлиять на давление отбора в отношении почти нейтральных мутаций. Некоторые ученые (я не из их числа) считают, что кембрий ознаменовался самым крупным изменением хода эволюции. Если они правы, то “молекулярные часы” нужно радикально перенастроить, прежде чем использовать их для оценки докембрийских событий.

По мере движения в прошлое и исчезновения ископамых мы вступаем в царство догадок. Однако я не оставляю надежды увидеть новые исследования. Удивительные ископаемые Чэнцзяна и сходных формаций могут существенно расширить диапазон точек калибровки, охватив те области царства животных, которые пока вне досягаемости.