Выживает сильнейший. Такую формулировку теории естественного отбора часто можно услышать от людей несведущих. Если бы они говорили, что выживает самый приспособленный, то были бы ближе к истине. Притом, нужно помнить, что ничто не бывает приспособленным вообще, а только приспособленным к конкретным обстоятельствам. Вчерашняя сила оборачивается слабостью, а недостатки - неоценимыми преимуществами, и ничего нельзя выиграть, не проиграв в чём-то другом. Эволюция не движется по прямой, а выписывает причудливые зигзаги и петли. Некоторые закономерности этого сложного движения были выявлены в 70-е годы XIX века русским палеонтологом Владимиром Ковалевским. Открытое им явление получило название закон инадаптивной и адаптивной эволюции, он же закон Ковалевского. Смысл его в том, что сходные эволюционные задачи могут решаться разными путями, а получивший преимущество слишком быстро и легко выигрывает в начале, но сильно рискует проиграть в долгосрочной перспективе.
Владимир Онуфриевич Ковалевский был мужем небезызвестной Софьи Васильевны Ковалевской (в девичестве Корвин-Круковской). Их бурные романтические отношения могли бы стать сюжетом для отдельной увлекательной истории, как и вообще биография Ковалевского, полная драматических событий. Но сейчас хочется подробнее остановиться на главном вкладе Владимира Онуфриевича в мировую науку, который никак не уступает вкладу его знаменитой супруги.
Главным предметом научных интересов Ковалевского были древние млекопитающие. В особенности его привлекала линия развития копытных. Кстати, самым широко известным его достижением стал не закон инадаптивной и адаптивной эволюции, а филогенетический ряд лошади – вся линия предков от довольно мелких и неуклюжих зверюшек до тех рослых стройных быстроногих красавцев, которых мы знаем. Он даже вошёл в школьные учебники биологии. Но всё же, происхождение лошади – вопрос частный, хоть и имел на тот исторический момент исключительное значение как сильнейший аргумент в пользу дарвинизма. А закон Ковалевского всеохватывающий и даёт богатую пищу для размышлений философам и даже социологам. Однако именно изучая копытных, Ковалевский открыл универсальный закон имени себя.
У древнейших известных науке млекопитающих, как и у многих ныне живущих, конечности имели по пять пальцев, у современной лошади их по одному. Конечности копытных выполняют только одну функцию – быстрого передвижения. Лошадь может сгибать ногу лишь в одной плоскости: параллельной продольной оси тела. Отодвинуть в сторону ступню или колено, сделать круговое движение, а тем более повернуть на сто восемьдесят градусов (как мы поворачиваем ладонь) лошадь не способна. Её нога многое утратила в процессе эволюции, но эти утраты привели к очень важному приобретению. К выполнению своей единственной функции нога лошади приспособлена идеально. Понятно, что при таком раскладе лишние пальцы ни к чему. Пользоваться ими всё равно толком не получится, а мороки много. Можно легко повредить, да и ресурсы они поглощают только так. Поэтому в ходе эволюции от лишних пальцев копытные избавляются.
Самое древнее животное в намеченной Ковалевским цепи – палеотерий, опиралось на три пальца и имело еще остаток четвертого. У жившего позже анхитерия тоже оказалось три пальца, но боковые – намного тоньше среднего. Следовательно, на средний палец передавалась основная часть тяжести тела; Боковые же выполняя очень незначительную долю полезной работы, но были очень уязвимыми. Стоило животному ступить в небольшую расщелину или ямку, как слабый боковой палец ломался. Такая форма была обречена в борьбе за существование и уступила свое место более совершенному гиппариону. У этого последнего тоже три пальца, но боковые еще тоньше, чем у анхитерия, и при этом значительно короче среднего. Вероятность травмировать эти, практически рудиментарные, пальцы гораздо ниже. Ковалевский тщательно измерил все фаланги пальцев гиппариона и пришел к интересному выводу: различие в длине вызвано не укорочением боковых, а удлинением среднего. Животное как бы «приподняло» боковые пальцы над поверхностью земли и тем самым уберегло себя от слишком частых травм. Однако полностью бесполезные, но снабженные мышцами, сосудами, нервными окончаниями боковые пальцы требовали ненужных энергетических затрат. Гиппарион должен был уступить свое место однопалой лошади.
Итак, Ковалевский показал, что эволюция копытных шла по пути упрощения конечностей и сокращения числа пальцев. Но в ходе работы над предками парнокопытных обнаружилась одна странность. На первый взгляд всё шло, как положено, по пути избавления от лишних пальцев. Только у «вершины эволюции» всё-таки не один палец, а два – раздвоенное копыто. А у тех, кто жил раньше - четыре. Но оказывается, это правило выдерживается не всегда. Некоторые животные достаточно древних слоев уже имели упрощенную конечность с двумя пальцами. А жившие много позже и, вроде бы, более продвинутые копытные щеголяли четырёхпалой стопой.
Например, энтелодон. С виду он свинья свиньёй. Ну, есть в облике и что-то волчье, да и ростом повыше (в холке около 2 м), но в целом похож на кабана. Это очень древнее существо, жившее около 30 млн. лет назад. А у современной свиньи пальцев четыре, хоть два из них и несерьёзные. И это не единичный случай. Среди древних копытных есть ещё ряд животных (аноплотерий, ксифодон), которые рано избавились от лишних пальцев и поначалу процветали, но потом их вытеснили четырёхпалые. Причём, как выяснилось, многие их потомки от лишних пальцев всё же избавились.
В ходе своих исследований Ковалевский анализировал строение всех костей, через которые тяжесть тела передается на пальцы. Каждая мелкая косточка, каждая выемка, каждая грань или скос на ней были измерены и описаны. Учёный пришел к выводу, что упрощение конечности может идти двумя принципиально разными путями. В одном случае у парнопалых происходит простое утолщение двух средних пальцев; они отодвигают, а затем и вовсе вытесняют боковые. Но при этом нарушается соответствие между пальцами и сопряженными с ними костями пясти и плюсны. А в другом случае уменьшение числа пальцев сопровождается перестройкой всей ступни и даже всей конечности, но так, что взаимодействие между сопряженными костями нисколько не ухудшается.
То есть, в первом случае в какой-то момент происходит крупная мутация. Лишние пальцы просто исчезают, и это вдруг приходится ко двору. Нет пальцев – нет проблем. Животное с такой мутацией получает преимущество, вытесняет конкурентов на периферию, размножается и радуется жизни. До поры, до времени. Потом, как любят сейчас говорить не только программисты, вылезают баги. Стопа оказывается сложена непропорционально. А тем временем вытесненные конкуренты у себя на периферии мутируют медленно и вдумчиво, шажок за шажком. Какие-то линии вымирают, но кто-то, поднакопив мутаций, получит идеально сконструированную ногу. И тогда наступит его звёздный час, и враги будут посрамлены.
Подведём итоги. В эволюционном процессе нужная цель сплошь и рядом достигается вовсе не с первой попытки. И при инадаптивной эволюции всё происходит очень быстро, вожделенное преимущество появляется в результате одной или двух крупных мутаций. Оно может временно обеспечить группе впечатляющий успех на арене жизни. Адаптивная эволюция движется неторопливо. Но зато происходит коренная перестройка старой структуры. Как правило, в конечном итоге группа, пошедшая по трудному и долгому пути адаптивной эволюции, вытесняет тех, кто добился процветания "легкой ценой".
