Рассказ предка. Путешествие к заре жизни. - Ричард Докинз

Если в течение следующих 20 миллионов лет будет масштабная катастрофа и массовое исчезновение, сопоставимое с концом динозавров, мы можем ожидать, что диапазон экотипов будет получен из новых наследственных отправных точек, и – несмотря на мое предположение о грызунах на Свидании 10 – было бы весьма трудно предположить, кто из сегодняшних животных обеспечит эти отправные точки. Викторианская карикатура ниже показывает ихтиозавра-профессора, рассуждающего о человеческом черепе из некоторого отдаленного повторяющегося прошлого. Оговорка, во времена динозавров. Ихтиозавр-профессор обсуждал свой катастрофический конец, и ему было бы весьма трудно предсказать, что их место было бы занято потомками млекопитающих, которые были тогда маленькими, ничтожными ночными насекомоядными.

Ихтиозавр-профессор. Викторианская карикатура «Ужасные изменения» Генри Де ла Бича (Henry de la Beche), высмеивающая взгляды, высказанные Чарльзом Лайелем в «Основах геологии». Лайель предположил, что периодические изменения в климате Земли и их связь с дикой природой могли бы в будущем привести к миру, в котором игуанодон будет снова бродить по лесам, а ихтиозавры вновь появятся в морях.

По общему признанию, все это касается весьма недавней эволюции, не столь продолжительной, как перезапуск, представляемый Кауфманом. Но эти недавние перезапуски могут, конечно, преподать нам некоторые уроки о характерной для эволюции сходимости ее результатов. Если ранняя эволюция двигалась в том же направлении, что и более поздняя, то их уроки могли бы быть сведены к общим принципам. Мое предположение, что принципы, которые мы обнаруживаем в недавней эволюции, начиная со смерти динозавров, вероятно, справедливы, по крайней мере, до кембрийского периода, и, вероятно, до происхождения эукариотической клетки. У меня есть догадка, что параллелизм радиации млекопитающих в Австралии, Мадагаскаре, Южной Америке, Африке и Азии может обеспечить своего рода шаблон для того, чтобы ответить на вопросы Кауфмана относительно намного более ранних отправных точек, таких как та, которую он выбрал – происхождение эукариотической клетки. Ранее этого знакового события уверенность испаряется. Мой коллега Марк Ридли (Mark Ridley) в «Демоне Mенделя» подозревает, что происхождение сложности эукариот было чрезвычайно невероятным случаем, возможно, даже более невероятным, чем само происхождение жизни. Под влиянием Ридли я бьюсь об заклад, что большинство мысленных экспериментов перезапусков, которые начинаются с происхождения жизни, не приведут к эукариократии.

Мы не должны полагаться на географическое разделение, как в австралийском естественном эксперименте, чтобы изучить конвергенцию. Мы можем представить себе эксперимент с эволюцией, перезапускаемой не из одной и той же отправной точки в различных географических областях, а из различных отправных точек – весьма вероятно, в одной и той же географической области: конвергенцию животных, столь несвязанных друг с другом, что то, о чем она говорит нам, не имеет никакого отношения к географическому разделению. Считалось, что «глаз» развивался независимо от 40 до 60 раз повсюду в животном мире. Это вдохновило мою главу, названную «В сорок раз более длинный путь к прозрению» в «Восхождении на пик Невероятности», таким образом, я не буду повторяться здесь, лишь скажу, что профессор Майкл Лэнд из университета Суксесса, наш ведущий эксперт по сравнительной зоологии глаз, насчитывает девять независимых принципов оптического механизма, каждый из которых развивался не раз. Он был достаточно любезен, чтобы подготовить для этой книги пейзаж, перепечатанный напротив, в котором отдельные пики представляют независимые развития глаз.

Похоже, что жизнь, по крайней мере, как мы знаем ее на этой планете, почти до неприличия стремится развить глаза. Мы можем уверенно предсказать, что статистическая модель перезапусков Кауфмана достигла бы наивысшей точки в глазах. И не просто в глазах, но и в сложных глазах, подобных глазам насекомых, креветок или трилобитов, и линзовых глазах, как у нас или кальмаров, с цветным видением и механизмами для того, чтобы точно настроить фокус и апертуру. Также, весьма вероятно, в параболических глазах-рефлекторах, как у блюдец, и глазах-обскурах, как у наутилуса, современного, похожего на аммонита моллюска с его плавучей спиральной раковиной, которого мы встретили на Свидании 26. И если есть жизнь на других планетах во Вселенной, бьюсь об заклад, что там также будут глаза, основанные на тех же оптических принципах, которые мы знаем на нашей планете. Есть очень много способов сделать глаз, и жизнь, как мы знаем, весьма вероятно, обнаружила их все.

Почти неприлично ревностное стремление развить глаза. Некоторые примеры глаз. По часовой стрелке, сверху слева: Nautilus pompilius (глаз-обскура); ископаемый трилобит (Phacops, сложный глаз, сделанный из кальцитовых линз – некоторые из них могут быть видны на своих местах в верхней части глаза); мошка simulian (Simulium damnosum, сложный глаз); рыба-попугай (Sparisoma viride, рыбий глаз); большой американский пугач (Bubo virgimanus, роговичный глаз).

Мы можем подвести подобного рода итог для другой адаптации. Эхолокация – прием, который заключается в испускании звукового импульса и навигации благодаря точному расчету времени эха – была развита, по крайней мере, четыре раза: у летучих мышей, зубатых китов, гуахаро и пещерных стрижей-саланганов. Не так много раз, как глаза, но все же достаточно часто, чтобы заставить нас считать не слишком маловероятным, что при благоприятных условиях она разовьется. Весьма вероятно, также, что перезапуски эволюции открыли бы вновь одни и те же характерные принципы: одни и те же приемы для того, чтобы противостоять трудностям. Снова же, я не буду повторять свои объяснения из предыдущей книги (В данном случае «Слепой часовщик».), но просто подведу итог того, что мы могли бы предсказать для перезапусков эволюции. Эхолокация должна неоднократно развиваться, используя очень высокочастотные крики (для лучшего обнаружения деталей, чем низкочастотные). Крики, по крайней мере, у некоторых видов, вероятно, будут частотно-модулируемыми, резко понижающимися или повышающимися по тону в течение каждого крика (точность повысилась, потому что начало каждого эха отличается от заключительной части своим тоном). Вычислительный аппарат, используемый, чтобы проанализировать эхо, будет делать очень хорошие (подсознательные) расчеты, основанные на доплеровских изменениях в частоте эха, поскольку эффект Доплера, конечно, повсеместно присутствует на любой планете, где есть звук, и летучие мыши изощренно его применяют.

Откуда мы знаем, что такие вещи как глаз или эхолокация развивались независимо? Глядя на генеалогическое дерево. Родственники гуахаро и пещерных стрижей-саланганов не используют эхолокацию. Гуахаро и пещерные стрижи-саланганы по отдельности освоили жизнь в пещерах. Мы знаем, что они развили эту технику независимо от летучих мышей и китов, так как никто другой в окружающем генеалогическом дереве этого не делает. Различные группы летучих мышей, возможно, независимо многократно развивали эхолокацию. Мы не знаем, сколько раз еще развивалась эхолокация. Некоторые землеройки и тюлени обладают элементарной формой этого искусства (а также некоторые слепые люди). Обладали ли им птеродактили? С тех пор хорошие средства к существованию приносили ночные полеты, и так как летучих мышей в те дни вокруг не было, это весьма возможно. То же самое справедливо для ихтиозавров. Они выглядели в точности как дельфины и, по-видимому, вели схожий образ жизни. Так как дельфины интенсивно используют эхолокацию, разумно задаться вопросом, применяли ли ее также ихтиозавры во времена, предшествующие дельфинам. Нет никаких прямых свидетельств, и мы должны оставаться непредубежденными. Один довод против: у ихтиозавров были необычно большие глаза – одна из их самых заметных особенностей – и это может подсказывать, что они полагались на зрение вместо эхолокации. У дельфинов глаза относительно маленькие, и одна из их самых заметных особенностей, округлая шишка или «дыня» выше клюва, действует как акустическая «линза», сосредотачивая звук в узкий луч, фокусируя его перед животным, как прожектор.

Как любой зоолог, я могу рассматривать свою ментальную базу данных животного мира и придумать предполагаемый ответ на вопросы следующего рода: «Сколько раз X был независимо развит?» Можно было бы сделать хорошую научно-исследовательскую работу, сделав подсчет более систематичным. По-видимому, некоторые Xs дадут ответ, что возникли «много раз», как в случае с глазами, или «несколько раз», как в случае с эхолокацией. Другие «только однажды» или даже «никогда», хотя я должен сказать, что удивительно трудно найти их примеры. И различия могли быть интересными. Я подозреваю, что мы обнаружили бы определенные потенциальные эволюционные тропы, по которым «стремится» следовать жизнь. Другие тропы имеют большее «сопротивление». В «Восхождении на пик Невероятности» я развивал аналогию огромного музея всей жизни, и реальной и мыслимой, с коридорами, уходящими во многих измерениях и представляющими эволюционные изменения, снова же, и реальные и мыслимые. Некоторые из этих коридоров были широко открытыми, почти манящими. Другие преграждались барьерами, которые было трудно, или даже невозможно, преодолеть. Эволюция неоднократно проносится по легким коридорам и только иногда, и неожиданно, перепрыгивает один из трудных барьеров. Я возвращусь к идее стремления и «нежелания» эволюционировать, когда буду обсуждать «эволюцию самой эволюции».