Затерянный мир Дарвина. Тайная история жизни на Земле

Если бы в начале XIX в. Жорж Кювье или Ричард Оуэн приняли участие в “сервировке банкета”, от микробов до птиц, они подумали бы, что все организмы в “меню” созданы “шеф-поваром”, то есть Богом, который редко отклонялся от рецепта[25]. Если бы в “меню” были представлены креветки и омары, о них упомянули бы как о всего лишь вариациях архетипа “ракообразные”. То же самое произошло бы с моллюсками, иглокожими и т. д. Все внимание досталось бы архетипам – идеальным планам строения тела, а о промежуточных положениях не было бы ни слова[26].

Но в 1809 г. Жан-Батист Ламарк, “хранитель насекомых, раковин и червей” парижского Музея естественной истории, заинтересовался гораздо более радикальной идеей: что Великая цепь бытия больше похожа на обед в рабочей столовой, куда люди приходят в разные смены, чтобы съесть комплексный обед[27]. Некоторые группы животных появились раньше, как простые клетки (например, отварной рис), и дошли в своем развитии до стадии появления головного мозга обезьяны или человека. Но звонок на обеденный перерыв для каждой смены звучал не одновременно, и многие из обедающих добрались лишь до креветок или кальмаров. Некоторые только подбирались к медузе, а другие еще оставались на рисе. Это уже эволюция, но не та, которую знаем мы.

С этой идеей жизни и эволюции было затруднение. Как позднее указал Ричард Оуэн, высшие животные, например рыбы и человек, в ходе эмбрионального развития проходят не все этапы развития[28]. Так, ни один человеческий плод не проходит стадию моллюска. Вместо этого каждый тип животных как будто начинает с комплексного меню (эмбрион) и по мере роста переходит к выбору блюд по собственному вкусу. Оуэн фактически указал на объяснительную силу древа жизни, которую Дарвин открыл в 1859 г.

Дарвин должен был найти эту модель ветвления на всех уровнях, от происхождения особи до дивергенции видов и животных вообще. Но, как мы знаем, окаменелости преподнесли Дарвину сюрприз: все основные группы животных, казалось, сформировались внезапно и целиком. Пытаясь выяснить происхождение видов, он столкнулся с более серьезной загадкой: происхождением животных. Он придерживался в то время мнения, что исчезнувшие предки животных очень долго эволюционировали и в геологической летописи должны были сохраниться промежуточные звенья. Но к 1859 г. ученым не были известны окаменелости животных старше кембрийского времени.

Молекулярная головоломка

После выхода в свет книги Дарвина ученым потребовалось около века, чтобы доказать: скачок от прокариот (цианобактерии и т. д.) к эукариотам (например, гомотрема, человек) – это самая важная граница в истории жизни на планете. Еще через двадцать лет произошла другая революция: ученые сумели секвенировать ДНК и РНК. Это изменило представление о строении древа жизни в двух важных для нас аспектах. Во-первых, выяснилось, что прокариотические клетки гораздо разнообразнее, чем можно указать, описывая лишь их форму и размер. Так, в чайной ложке лесной почвы может содержаться до 5 тыс. видов прокариот. Всех их можно разделить на два типа: эубактерии, или “настоящие бактерии” (например, из цианобактериального мата в лагуне Каффи-Крик), и археи (подобные производителям метана в нашем кишечнике). Согласно молекулярным исследованиям, у нас может быть больше общего с археями[29], чем с эубактериями. Если так, предположим: наши предки произошли от попахивающих архей (или имели с ними общих предков)[30]. Во-вторых, выяснилось, что все группы животных, от губок до человека, сильно сближаются возле кроны древа жизни[31].

К сожалению, есть много такого, о чем секвенирование нам не расскажет. Так, молекулы не могут рассказать о созданиях, которые никогда не изучались либо потому, что они больше не живут на Земле, либо потому, что они еще не открыты. Больше всего об этих затерянных мирах, по мнению моему и моих коллег, говорят сами ископаемые остатки. Кроме того, молекулы не могут достоверно рассказать о темпе эволюции. Принцип молекулярного дерева прост. Различия в генетическом коде со временем накапливаются, их можно количественно оценить и применить для реконструкции древа жизни. Исследованные таким образом организмы представляют собой лишь концы ветвей, а сходство между ними может помочь найти перекрещивающиеся ветви, даже если их не видно.