Трилобиты. Свидетели эволюции

Мы работали вместе с Дреком Бриггсом — экспертом по членистоногим из Бёрджес. И стали обращать внимание не столько на специфику каждого отдельного вида, сколько на их общие черты, искать существенное сходство каждого с каждым. Методически работа строилась на так называемой кладистике. Опуская технические детали, принципы кладистики по сути просты: это способ группировки или классификации организмов на основе их признаков, причем важно учитывать эволюционную продвинутость каждого признака. Вот простой пример. Применим кладистический анализ к слону, землеройке и ящерице; у землеройки и слона выделится несколько общих характеристик, таких как наличие матки, молочных желез, теплокровности и шерсти (у слона сильно поредевшая), и эти черты сразу покажут, что их родство между собой теснее, чем с ящерицей. Слон и землеройка — млекопитающие, и мы допускаем, что столь сложное приспособление, как молочные железы, сформировалось в ходе эволюции всего однажды. С другой стороны, и землеройка, и ящерица — насекомояды, а слон — растительноядное животное, но эти черты ничего не говорят о родственных связях животных, а отражают адаптацию к пищевым предпочтениям. Также и невероятный слоновий хобот не приближает нас к оценке родства слона с ящерицей и землеройкой, потому что не хобот делает слона млекопитающим. Кладистика работает только с эволюционно значимыми признаками, а признаки, общие для всех, не считаются. Четыре ноги у ящерицы, землеройки и слона свидетельствуют в пользу их принадлежности к какому-то более крупному объединению, в данном случае к тетраподам, или четвероногим, и общего предка этой группы нужно искать в девонских эпохах, но это не поможет решить классификационную задачу слона, землеройки и ящерицы. Поэтому мы с Дереком занялись инвентаризацией общих признаков всех членистоногих из сланцев Бёрджес, т.е. признаков, которые присутствовали бы сразу у нескольких видов (но не у всех): например, у видов со сходным числом ножек или с одинаковым числом головных придатков. Мы надеялись, что распределение этих общих признаков поможет нарисовать дерево сходства — диаграмму родственных связей между нашими ископаемыми животными. Тогда, как и на генеалогическом древе королей, можно будет увидеть, кто с кем в близком родстве и какие могут объявиться дальние родственники. Помимо прочего, мы хотели вывести общего предка членистоногих, а не выдумывать какой-то мифический персонаж. Чем больше анализируешь животных, тем больше возможных путей их группировки; число возможностей растет непропорционально быстро, и скоро уже вручную не справиться, и для поиска наилучшего варианта приходится подключать компьютерные мозги. Да еще нужно учитывать, что некоторые признаки могли возникать не один, а несколько раз. «Наилучший» вариант — не слишком осмысленное слово, потому что кто определит, что лучше, а что хуже? Но у кладистов есть свои способы определять, что есть наилучшее. И большинство их стоит на том, что чем проще, тем лучше. В конце 1980-х многие ученые, практиковавшие кладистику, использовали программу PAUP (аббревиатура от Phylogenetic Analysis Using Parsimony, т.е. филогенетический анализ с использованием парсимонии); ее разработал американский специалист из Иллинойса Дэвид Суоффорд. Среди эволюционистов Суоффорд известен не менее, чем Хокинг среди астрофизиков.

И мы разбирали наших членистоногих, в том числе и Olenoides, по деталькам, по черточкам, стремясь дойти до самой сути в надежде построить их родословное древо. Если какое-нибудь замысловатое животное ловко устраивалось на этом дереве, это означало, что его специфичность преувеличена адептами взрыва. Их гипнотизировала пестрота внешнего облачения, и они не замечали под ним обычного, одинакового для всех платья.

Нас удивило, насколько легко все членистоногие из сланцев Бёрджес встроились в родословное дерево. Это была первая попытка построить объективное дерево родства, и один из любопытных результатов этой работы состоял в том, как высоко на этом дереве поместились трилобиты. Слишком высоко, чтобы и дальше числиться среди примитивных членистоногих! Будь они примитивными, они бы были где-то в основании дерева. Неожиданно оказалась осмысленной необычность хрустальных трилобитовых глаз. Также самым безжалостным образом отбраковалась идея о происхождении членистоногих от нескольких независимых предковых форм: иначе не выстроилось бы так легко простое и логичное родословное дерево с одним общим предком. Некоторые из членистоногих проявили себя не менее необычными, чем трилобиты, просто за сотню лет знакомства мы уже успели привыкнуть к трилобитам. Чем ближе знаешь, тем лучше… ммм… узнаешь.