Требуется сборка. Расшифровываем четыре миллиарда лет истории жизни – от древних окаменелостей до ДНК

Через несколько десятков лет Жоффруа Сент-Илер предположил, что монстры (он часто употреблял это слово) отражают скрытую возможность превращения одних существ в других. После участия в научной экспедиции Наполеона в Египет и обнаружения двоякодышащей рыбы (см. главу 1) Сент-Илер пытался вызвать мутацию куриных эмбрионов при помощи различных химических веществ, которые нарушают их развитие. Он считал, что, если обработать развивающийся эмбрион подходящим снадобьем, удастся превратить одно существо в другое. Исходя из ранних представлений, что в процессе нормального эмбрионального развития куры проходят через стадию рыбы, Сент-Илер на протяжении десятков лет пытался вывести рыб из куриных яиц. Попытки не увенчались успехом, но его сын Исидор подхватил дело отца и написал трехтомный трактат о врожденных аномалиях, который до сих пор имеет ценность. Исидор разработал таксономию врожденных аномалий, классифицируя их по типу, затронутому органу и степени нарушения. Например, он изучал сросшихся близнецов и классифицировал их в соответствии с количеством общих органов и степенью взаимной зависимости анатомических систем. Эта работа стала основой для более поздних исследований, в которых ученые пытались установить биологические (а не сверхъестественные) причины появления аномалий.

Публикация книги Дарвина “О происхождении видов” изменила подход к изучению аномалий развития. По мнению Дарвина, двигателем эволюции служит естественный отбор, а различия между индивидуумами – топливо для этого двигателя. Если представители какого-то вида различаются по форме и функции признаков, а некоторые из этих признаков повышают успешность соответствующих индивидуумов в конкретных условиях, со временем такие индивидуумы и такие признаки распространятся. Если же признак является недостатком, со временем он исчезнет. Различия между индивидуумами – основа эволюции. Если бы все особи в популяции были абсолютно одинаковыми, не было бы эволюции за счет естественного отбора. Различия между индивидуумами – исходный материал для эволюции за счет естественного отбора; чем больше вариаций, тем быстрее может происходить эволюция. И только при обилии вариаций, включая те, что обнаружены при изучении монстров, естественный отбор со временем может приводить к значительным изменениям.

Одним из подвижников в деле изучения вариаций после Дарвина был Уильям Бейтсон (1861-1926). Бейтсон, как и Дарвин, всю жизнь интересовался естественной историей. Когда его спросили, кем он мечтал стать в юности, он ответил, что хотел быть натуралистом, но если бы оказался недостаточно хорош для этого дела, то стал бы врачом. Бейтсон поступил в Кембриджский университет в 1978 году и был ничем не примечательным студентом. Но книга Дарвина “О происхождении видов” оказала на юного Бейтсона чрезвычайно сильное влияние. Ему захотелось узнать, как действует естественный отбор. По его мнению, ответ следовало искать через понимание межвидовых различий: за счет каких механизмов разные организмы выглядят по-разному? При чтении труда Грегора Менделя, установившего принципы наследования у гороха, Бейтсона посетило озарение: основу эволюции составляют вариации, передаваемые от одного поколения другому. Он перевел работу Менделя на английский язык и придумал слово “генетика” – производное от греческого слова “генезис”, означающего происхождение.

Бейтсон, как до него Жоффруа Сент-Илер, принялся классифицировать различия между особями и видами. Но у Бейтсона было одно преимущество. Он был вооружен новыми идеями, возникавшими в развивающейся области генетики, и искал пути, по которым различия между особями могут влиять на процесс эволюции.

Этой работе Бейтсон посвятил почти десять лет и в 1894 году опубликовал монументальный труд “Материалы по изучению вариаций”. Книга описывает варианты различий между организмами, поиски общих правил возникновения различий и, в конечном итоге, пути эволюции. Описав так много видов, как только смог, Бейтсон предложил два способа определения различий. Один тип различий заключается в величине или степени выраженности органов, образующих непрерывный спектр от малого до большого размера. Например, в популяциях мышей проявляются различия в длине конечностей, хвостов и величине других органов. Этот тип вариаций можно легко описать на количественном уровне, определяя длину, ширину или объем структуры. Другой тип более серьезный и заключается в наличии или отсутствии структуры. Примером может служить полидактилия кошек Хемингуэя. У нормальных особей на лапах пять пальцев, а у животных с полидактилией их шесть или больше. Такие кошки отличаются от обычных количеством пальцев, а не, скажем, длиной их костей. Это качественное отличие, а не отличие по степени выраженности или размеру.