Рассказ предка

Как мы "укореняем" дерево? Обычный способ - продлять дерево так, чтобы включить по крайней мере одного - а предпочтительно больше чем одного - чужого вне группы: представителя группы, заведомо удаленной в плане родства по отношению ко всем другим. В дереве гиббонов, например, орангутан или гориллы - или тем более слоны или кенгуру - могут исполнять роль чужака. Сколь бы мы ни сомневались относительно родства между гиббонами, мы знаем, что общий предок любого гиббона с большими человекообразыми обезьянами или слоном старше, чем общий предок любого гиббона с любым другим гиббоном: бесспорно, можно поместить корень дерева, включающего гиббонов и больших человекообразных обезьян, где-то между ними. Легко проверить, что все три неукорененные дерева, которые я нарисовал - это все возможные дихотомические деревья для четырех групп. Для 5 групп существует 15 возможных деревьев. Но даже не пытайтесь посчитать количество допустимых деревьев, скажем, для 20 групп. Оно составляет сотни миллионов миллионов миллионов. Фактическое число резко возрастает с ростом количества групп, представленных для классификации, это займет вечность даже у самого быстрого компьютера. Тем не менее, в принципе наша задача проста. Из всех возможных деревьев мы должны выбрать те, которые лучше всех объясняют сходства и различия наших групп.

Как нам судить, какие "лучше всех объясняют"? Когда мы смотрим на ряд животных, перед нами предстает бесконечное разнообразие сходств и различий. Но их труднее сосчитать, чем Вам может показаться. Зачастую "черта" является неотделимой частью другой. Если Вы посчитаете их как независимые, Вы на самом деле посчитаете одну и ту же дважды. Как крайний пример, представьте 4 вида многоножек A, B, C, и D. A и B похожи друг на друга во всем, кроме того, что у А ноги красные, а у B синие. C и D одинаковы и очень отличаются от A и B, за исключением того, что у C ноги красные, а у D - синие. Если мы посчитает цвет ног за единую "черту", мы правильно сгруппируем A и B против C и D. Но если мы по наивности сосчитаем каждую ножку из 100 как независимую черту, то их цвет даст стократное увеличение числа черт, подтверждающих альтернативное группирование AC против BD. Все должны согласиться с тем, что мы ложно сосчитали одну и ту же черту 100 раз.

Это "на самом деле" одна черта, поскольку единственное эмбриологическое "решение" определило цвет всех 100 ножек вместе. То же самое уместно для двусторонней симметрии: эмбриология работает так, что, за немногими исключениями, обе стороны животного являются зеркальными отражениями друг друга. Ни один зоолог, строя кладограмму, не будет считать каждое отражение дважды, но отсутствие независимости не всегда очевидно. Голубь нуждается в мощной грудине для крепления летательных мышц. Нелетающие птицы, такие как киви - нет. Посчитаем ли мы мощную грудину и летательные крылья как две отдельные черты, которыми различаются голуби и киви? Или будем считать их как всего одну единую черту, на том основании, что состояние одной определяет другую, или, по крайней мере, уменьшает ее способность варьировать? В случае многоножек и зеркальной симметрии разумный ответ довольно очевиден. В случае грудины это не так. Разумные люди могут иметь противоположные мнения.

Это все было относительно видимых сходств и различий. Но видимые черты эволюционируют, только если они являются проявлениями последовательностей ДНК. Сейчас мы можем сравнивать последовательности ДНК напрямую. Как дополнительное преимущество, ДНК имеет длинные нити, и ее текст предоставляет гораздо больше элементов для счета и сравнения. Проблемы типа крыла-и-грудины, вероятно, утопают в потоке данных. Даже лучше, многие различия в ДНК будут невидимы для естественного отбора и, таким образом, обеспечат более "чистый" сигнал о происхождении. Крайним примером может служить то, что некоторые коды ДНК синонимичны: они определяют одну и ту же аминокислоту. Мутация, меняющая слово ДНК на синонимичное, невидима для естественного отбора. Но для генетика такая мутация не менее видима, чем любая другая. То же самое относится к "псевдогенам" (обычно случайным дубликатам реальных генов) и ко многим другим "мусорным" последовательностям ДНК, которые находятся в хромосомах, но никогда не читаются и не используются. Свобода от естественного отбора оставляет ДНК возможность мутировать таким образом, что это оставляет высокоинформативные следы для таксономистов. Это не умаляет факта, что некоторые другие мутации имеют реальные и важные эффекты. Даже если они - только верхушки айсбергов, именно эти верхушки видны для отбора и отвечают за видимую и привычную красоту и сложность жизни.