Кто о чём, а мы снова об эволюции. У неё, как известно, есть отрицатели, именуемые креационистами. Их позиция ясна: все живые организмы были сотворены мгновенно и единожды в том виде, в каком они представлены сейчас. Само существование в XXI столетии креационизма кажется, как минимум, странным, ведь, нынешний век, казалось бы, должен был оставить в прошлом всяческого рода проявления мракобесия. Одним из аргументов, а чаще всего – главным «козырем», сторонников теории разумного замысла является отсутствие в палеонтологической летописи переходных форм (или промежуточных звеньев) между группами животных. Что ж, подобные заявления выглядят как проявление всем известной позиции «не читал, но осуждаю». И вот что наиболее странно: почему бы людям, делающим такого рода высказывания, просто не воспользоваться поисковыми системами, благо информация находится в открытом доступе? Видимо потому, что так гораздо проще, принимать какие-либо утверждения на веру, не углубляясь в материал. Палеонтологическая летопись, к великому сожалению, невероятно скудна, этому есть две причины. Во-первых, необходима большой редкости удача и определённые условия, чтобы умерший организм подвергся фоссилизации, т.е. стал ископаемым. Во-вторых, (и это мнение имеет более позитивный характер), ещё слишком короткий срок в истории науки люди ведут грамотные раскопки, иными словами, недра земли всё ещё хранят множество образцов, до которых палеонтологи рано или поздно доберутся. Так вот, несмотря на неполноту найденных окаменелостей вымерших животных, так называемых переходных форм, на самом деле, полным-полно. Как между динозаврами-тероподами и птицами, между наземными парнокопытными индохиусами и китообразными, так и между обезьянами и человеком, и множество других примеров. Об одном из таких промежуточных звеньев, очень важным для понимания эволюции, мы и поговорим сегодня. Знакомьтесь, Тиктаалик (Tiktaalik) – один из представителей древних позвоночных, заинтересованных в освоении суши.
Небольшая ремарка. Так как я с раннего возраста проявлял интерес к древним животным (прежде всего, конечно, к динозаврам), родители щедро снабжали меня энциклопедиями о доисторической жизни (спасибо им за это). И вот в некоторых из них описывался процесс макроэволюции на примерах и, само собой, в иллюстрациях. Одним из таковых были изображения кистепёрой рыбы (в данный момент этот таксон не используется) слева и ихтиостеги (Ichthyostega) справа. Мол, вот рыба, а вот уже практически земноводное. Но даже тогда детский ум понимал, ну не могло же такое преобразование быть резким. Наверняка, между ними было множество животных, чуть менее похожих на первое и более похожих на второе. В 2004 году были обнаружены окаменелости Тиктаалика, и теперь, перелистывая энциклопедии из детства, мне хочется добавить на страницу его изображение.
Из истории.
Подробно об увлекательной истории обнаружения этой окаменелости вы можете прочесть в книге «Внутренняя рыба» Нила Шубина, одного из тех, кто участвовал сначала в открытии, а затем и в описании Тиктаалика. Но если очень вкратце, учёные, что называется, знали, где искать. Как это работает? У нас имеются находки древних рыб в отложениях, датированных возрастом в 385 млн лет, и никаких следов наземных животных. У нас также имеются находки ранних тетраподов (четвероногих), таких как Ихтиостега и Акантостега (Acanthostega) в более поздних слоях, датированных возрастом в 365 млн лет. Соответственно, можно попытать счастья в поисках такой переходной формы между рыбами и тетраподами в геологических слоях, датируемых возрастом между вышеупомянутыми. Отложений такого периода на Североамериканском континенте всего три, и одно из таких мест расположено на острове Элсмир, Канада (возраст 375-383 млн лет). И вот, представьте себе, экспедиция, вооружённая необходимым снаряжением для проживания и раскопок и ведомая исключительно знаниями и энтузиазмом, пускается в поиски «иголки в стоге сена». После продолжительных работ, труд учёных был вознаграждён успехом. Уникальная окаменелость была найдена.
Морфология.
Несмотря на название этой статьи, Тиктаалика традиционно классифицируют всё же как рыбу (лопастепёрую). Но, во-первых, давайте не будем придираться к заголовку, они ведь должны быть громкими и впечатляющими. Во-вторых, название недалеко от истины в том смысле, что животное это совмещает в своём строении как признаки, собственно, рыб, так и признаки ранних амфибий – лабиринтодонтов. И раз уж мы заговорили о классификации, то Тиктаалика также допустимо назвать тетраподоморфом, что на русский язык можно (не уверен, можно ли?) перевести как четвероногоподобное. Эта клада включает как тетраподов, так и родственных им саркоптеригий (лопастепёрых рыб). При всём при этом, будем честны, всевозможные клады, классы, типы, подтипы и прочее придуманы людьми для упрощения группирования и разделения, природу же не заботит такой подход, ей всё-равно. Итак, признаки, свойственные рыбам, у нашего сегодняшнего героя видны невооружённым взглядом: это рыбья чешуя и рыбьи жабры. Затем идут признаки, которые можно назвать переходными или полурыбьими: наличие слухового аппарата и строение плавников. Плавники эти имели функциональный локоть и лучезапястный сустав. Зачем рыбе запястье? С помощью таких конечностей животное может не только грести в воде, но и опираться на дно мелководья или даже на поверхность суши. Тем более, что строение тазового пояса позволяло Тиктаалику, сопротивляясь силе тяжести, поддерживать вес своего тела вне воды. И переходим к признакам, которые свойственны именно тетраподам. Налегающие друг на друга рёбра укрепляли позвоночник, что позволяло развить новый способ передвижения – хождение. У Тиктаалика был подвижный шейный отдел, благодаря чему голова могла поворачиваться из стороны в сторону при статичном остальном теле. У него были зубы, свидетельствующие о хищническом образе жизни. Более того, компьютерная томография черепа показала, что это животное могло не только всасывать пищу в воде, как это делают рыбы, но и откусывать от пищи куски. Морда у Тиктаалика плоская, приплюснутая сверху и снизу, в целом напоминающая крокодилью. На верхушке черепа расположены глаза, там же дыхательные отверстия. И вот мы подошли к дыхательной системе. Тиктаалик – рыба двоякодышащая (одна из групп лопастепёрых рыб), они обладают двумя типами дыхания – как жаберным, так и лёгочным. Таким образом, ещё один признак, свойственный четвероногим – наличие у объекта нашего рассказа лёгких.
С вашего позволения, пару слов об эволюции лёгких, раз уж об этом зашла речь. Первые лёгкие образовались у рыб не из жаберного аппарата, как можно было бы предположить, а из выроста кишки. Но в то время, пока одни рыбы развивали именно лёгкое, другие преобразовали эту часть тела в орган, не связанный с дыханием. Они изобрели плавательный пузырь, он наполнен газом (который поступает из крови в результате диффузии), и, изменяя его объём, рыба меняет глубину, на которой находится, при этом не затрагивая энергию на плавание. Штука полезная, но лёгочный тип дыхания попрогрессивней будет, на мой взгляд.
Зачем вообще выходить на сушу?
Такой вопрос вполне резонно может возникнуть у читателя. Прежде всего стоит сказать, что позвоночные вышли на сушу гораздо позднее своих предшественников. Первыми были, конечно же, растения, а затем членистоногие, причём неоднократно (трахейнодышащие и паукообразные). Стоит понимать, что такое монументальное событие в эволюции позвоночных, как окончательный выход на сушу не был каким-то единомоментным явлением. То есть, если вы представите Тиктаалика или кого-то родственного ему, который выползает на берег и говорит, «это маленький шаг для рыбы, но огромный – для всех лопастепёрых», а затем уползает в закат, в густые заросли, не обернувшись, то, спешу вас разочаровать, это происходило иначе. Глобальные перемены в экосистемах происходят невероятно длительно и постепенно, в рамках множественных поколений. Позвоночным пришлось решать обилие проблем, прежде чем стать полностью сухопутными животными. Эта тема отдельная, ну а мы всё же о причинах. Гипотез, объясняющих это событие, много, представлю лишь несколько из них. Но не стоит забывать, что природе, в отличие от человека, не важны условности и конкретика, и на деле, как правило, имеет место быть, скорее, совокупность причин. Итак:
- в поисках пищи. Рыб могла привлекать растительность (а в позднем девоне уже были леса) и членистоногие.
- избегая хищников. Суша – это свободная территория, кислорода много, ни опасности, ни конкуренции. Если научился дышать атмосферным воздухом, наедайся до отвала, да размножайся – палеозойский рай.
- вынужденное покидание водной среды чтобы выжить. Как писал советский биолог Игорь Иванович Акимушкин, «стремление остаться в воде – вот что побудило рыб покинуть воду!» (с). Во-первых, рыб могло выбрасывать на берег, во-вторых, пресные водоёмы, в которых обитали такие рыбы, с изменением климата стали часто пересыхать. Наличие лёгких и конечностей, на которые можно опереться, позволяли им вернуться в воду или переползти до другого водного источника при пересыхании. Таким образом, естественный отбор запустил тренд на способность дышать вне воды. У кого это получалось – выживали, остальных отбор нещадно вычёркивал.
Если скептически настроенному читателю все вышеперечисленные доводы кажутся совершенно нереалистичными, а аргументы малообоснованными, то вот вам пример аналогии из современного мира. Встречайте, илистый прыгун (род Periophthalmus). Это лучепёрая рыба, которая надолго вылезает из воды и ведёт там удивительно активный образ жизни: быстро передвигается, роет туннели под илом, высоко прыгает для привлечения противоположного пола, сражается с конкурентами и даже может влезать на корни деревьев во время прилива. Не поленитесь, найдите в поисковике видео об этих поразительных животных.
В 2010 году в Польше были обнаружены предполагаемые окаменелые следы древних тетраподов, датируемые возрастом в 395 млн лет, что на 15 млн лет раньше появления Тиктаалика. Наиболее вероятно, что это именно следы, а не углубления природного происхождения, т.к. некоторые содержат узоры, напоминающие отпечатки пальцев. Хоть и не все учёные с этим согласны. Слой датирован известными используемыми методами датировок. Хотя, в данном случае некоторые учёные допускают возможность погрешности. И что меня действительно удивило, креационисты мгновенно ухватились за эту новость, мол, ага! - ваш Тиктаалик не мог быть предком тетраподов, ведь последние появились раньше! Но давайте разберёмся, что всё это значит. Для начала эта находка не может быть никаким доказательством в пользу сторонников версии сотворения. Уму непостижимо, как младоземельные креационисты могут цепляться за датировки в сотни миллионов лет, если, по их убеждениям, планете всего несколько тысяч? К тому же, если всё-таки датировка слоя из Польши верна, и следы подлинные, а не образования каких-то естественных процессов, то, во-первых, это вовсе не отменяет значимость Тиктаалика, ведь всё его строение наглядно демонстрирует постепенную адаптацию позвоночных от водного к сухопутному образу жизни. Во-вторых, находка никак не противоречит эволюции в целом, т.к. мы помним, что того единственного «маленького шага для рыбы», переменившего ход истории не было (точнее, это бесчисленное множество таких шагов). Групп животных много, и они могут эволюционировать в разные периоды времени, изменяясь - иметь схожие черты, даже не имея при этом близких родственных связей. Это в биологии называется конвергенцией.
Типичный простой пример конвергентной эволюции, который я всегда использую: быть водным животным и иметь ласты, гибкое обтекаемое тело могут в разные периоды времени как рыбы (у них не ласты, а плавники, но схожесть функций очевидна), так и млекопитающие (китообразные), так и морские ящеры (ихтиозавры, плезиозавры, плиозавры). В конце концов, даже птицы в лице пингвинов и вымерших гесперорнисов подходят под это описание (только ведут не водный образ жизни, а полуводный).
Объясняться находка в Польше может и так: первыми тетраподами стали действительно те, чьи следы обнаружены в Польше, но такой признак адаптации как хождение по берегу мог ещё не быть широко распространённым, и лишь позже естественный отбор мог выявить подобное преобразование как прогрессивное и поддержать его. В любом случае, окаменелых неидентифицированных следов недостаточно для того, чтобы дополнить и переписать эволюцию тетраподов. Нужно больше данных, нужны окаменелости скелетов. И повторюсь, это никак не меняет наши представления о механизмах эволюции. Креационистам же советую перестать делать ложные выводы из новостей мира науки.
Ремарка напоследок. Такие термины как переходные формы не совсем корректны в научном мире, а используются, скорее, для упрощения понятий. Тем более, неправильная формулировка, встречающаяся у некомпетентных, - «переходный вид». На самом деле, все виды – переходные, кроме тупиковых.
На этом всё, спасибо, что прочли! Очень рад, если узнали что-то новое.
