Естественный отбор безжалостно избавляется от неприспособленных видов. Но как в таком случае могли появились переходные формы? разбираемся в этом материале!
В прошлой главе цикла "Чарльз Дарвин, или как я перестал бояться и полюбил эволюцию" мы рассмотрели с чего начинается эволюция, и изначальные причины изменчивости, но пора уже подняться над молекулярным уровнем и посмотреть последствия подобных изменений, и разобраться как у живых организмов могут появляться новые признаки и как они развиваются в «совершенные» формы.
Нередко автор данной статьи встречается мнением примерно такого содержания:
Непонятно, зачем мышь отращивала себе крылья на передних лапах поколение за поколением, и так на протяжении миллионов лет. Ведь пока крылья не развились полностью,и не стали способны поднять мышку в воздух - они только мешали передвижению. Миллионы лет пока крылья были огрызками они только мешали. Это был не полезный эволюционный признак а вредный и не понятно почему он продолжал закрепляться.
Это кусок статьи, подробный разбор которой был произведён на партнёрском канале Вымершие животные вики (если интересно ссылка на подробный разбор тут), показывает классическую проблему полнейшего игнорирования палеонтологии, а также отсутствие глубинного понимания того, как те или иные признаки вообще появляются в популяции, а также развиваются со временем. Что ж, давайте разбираться.
Любое изменение в популяции начинается с мутации у конкретной особи. Мутация, меняя ген или целую часть хромосомы, меняет, соответственно, и признак, который этот ген (участок хромосомы) кодировал. Таким образом, если мутация сразу не убила дочернюю, а в случае с многоклеточными – половую клетку, есть шанс что особь приобретёт новые свойства, которые помогут ей выжить или хотя бы не убьют сразу.
В контексте приведённого комментария, первое правило для закрепления нового признака можно выразить народной мудростью.
Чтобы убежать от медведя, не обязательно бежать быстрее медведя, достаточно быть быстрее товарища.
Если взять за основу пример с недокрыльями, то обычному норному животному (той же мыши) такая перепонка без надобности, и если она не будет мешать, то единственный вариант у неё закрепиться – эффект основателя, т.е. пара мышей с данным признаком по какой-то причине (не обязательно географической) становятся изолированными от других представителей популяции. Наиболее яркий пример – селекция домашних животных человеком, особенно тех, которых выводят в декоративных целях. И нет, уважаемые отрицатели эволюции, никакой разницы в том, каким образом осуществлён отбор, нет, т.к. база в виде случайных мутаций осталась неизменной, тем более что в природе таких примеров изоляции тоже много, например образование новой популяции вьюрков на галапогосах [1]
Совсем другое дело, если местом обитания этой «мыши» являются деревья. В таком случае всё заиграет совсем другими красками и даже маленькая перепонка пойдёт в прок. Какая главная проблема существования в такой среде? – с десяток, а то и более, метров пустого пространства под тобой. Таким образом, когда любое падение может оказаться фатальным, любая мутация, этому падению препятствующая, становится крайне полезной и выгодно будет выделять тебя и твоих потомков от сородичей, даже чисто статистически.
Посмотрите на современных небольших животных, обитающих в кронах деревьев – белки имеют пушистый хвост, который повышает сопротивление воздуха, у летяг перепонка между лапками. Наши очень дальние родственники шерстокрылы пошли ещё дальше - их перепонка вообще непрерывная и даже есть небольшие зачатки полета [2]. Но есть и более замороченные примеры: ящерицы-драконы аж ложные рёбра используют. И всё это многообразие, что бы не разбиться при попытке побега и не быть съеденным.
Таким образом, начинаясь с одной особи, мутация через потомков будет распространяться на всю популяцию
Однако, бывает и так, что поломка одного-двух генов ведут к целому каскаду изменений, что, например, позволило нашим предкам получить пальцы вместо плавников [3]. Да, их было больше чем сейчас они были маленькие и недоразвитые, но, в контексте того времени, у других особей не было и этого, а необходимость быстро преодолевать расстояния по суше при переходе из одного водоёма в другой остаётся. Соответственно преимущества у нашего «ходока» очевидны, а дальше уже идёт процесс передачи признаков потомству, которое распространит его в популяции. Следом, ценой миллионов жизней, начинается полировка генов, отвечающих за формирование стандартной конечности, при этом это подтверждено палеонтологией.
На рисунке приведенном выше можно заметить ещё одну важную черту эволюции
новые признаки всегда появляются на базе чего-то существующего.
Так, пальцы появились из костей, необходимых для придания лапе кистепёрой рыбы большей жесткости, т.к. местом их обитания были цепи прудов, заваленные корягами, между которыми необходимо было ещё и переползать по суше, причем быстро.
Ещё одним мифом близким к обозначенному выше является убеждение, что органы настолько сложные, что их упрощение просто невозможно. Как правило в пример приводят глаз, что крайне смешно, учитывая что в природе даже сейчас можно увидеть разные этапы развития глаз от светочувствительных пятен до "совершенных" глаз позвоночных, впрочем на глазе мы остановимся поподробнее чуть ниже.
Таким образом, идея «неработающих» признаков происходит из иллюзии того, что нынешняя (или близкая к нынешней) фауна была всегда, а значит слабо развитый признак не даст преимуществ перед остальными, однако, если не игнорировать палеонтологию, можно узнать много интересного: например, древняя стрекоза из карбона меганевра летала хуже современных (не было специальных уплотнений в крыльях, обеспечивающих нынешним стрекозам манёвренность) или тараканы, о которых есть представление как о живых ископаемых, в реальности достаточно молоды[4]. С другими представителями животного мира история похожая - все они прошли долгий путь от простого к сложному, иногда далеко не самыми очевидными путями. Но подробнее об мы поговорим сразу после ещё одной вариации мнения о мутациях:
Так вот, где это множество вымерших, погибших в героическом стремлении приспособиться к окружающей среде? Мы видим, что все образцы были приспособлены. Значит, мутации не случайны? Значит, существует Архитектор Вселенной?
Как мы выяснили ранее, что бы быть приспособленным достаточно не умереть раньше товарища, поэтому любое животное способное в условиях естественного отбора среды оставлять потомство приспособлено a priori. Надеемся, что те, кто прочитал данную статью, таких глупых высказываний делать не будут, но нам сейчас интересна вторая часть комментария про неслучайность мутаций.
Давайте представим фотоаппарат, но только провода которые передают информацию от матрицы к процессору и карте памяти подключим не к обратной стороне матрицы, а к принимающей изображение и, что бы они не особо мешали, сделаем их тоньше, почти прозрачными (увеличивая риск их повреждения и, соответственно, потери качества изображения), затем пускаем эти провода через дырку в середине матрицы непосредственно к процессору, который считывает информацию с линзы и, после определённой дополнительной программной обработки, выдаёт уже изображение без черных пятен.
Зачем так усложнять? - спросите вы и будете правы, но именно так устроены глаза всех позвоночных. И такую конструкцию, гениальной никак не назовёшь. Сторонники креационизма часто пытаются оправдать это тем, что мы не понимаем гениального плана, но, позвольте, почему у осьминогов глаз сделан по нормальному? тоже план? и таких странностей в строении позвоночных пруд пруди. Вспоминаем возвратный нерв, который регулирует работу мышц гортани. Он соединяет два близкорасположенных участка, но не по кратчайшему маршруту, а через сердце, что многократно увеличивает его длину (вспоминаем про бедного жирафа). Нередко, такие системы начинают выполнять другие функции, неприсущие им до этого, как в случае с аппендиксом, который у человека теперь выполняет иммунную функцию, однако это не доказательство разума, и непонятого замысла, а "костыль", произошедший по воле случая. И такие костыли стали находить кратно больше после того, как в дело вступили генетики.
Например, судя по данным генетики, зубы это модификация рыбьей чешуи [5]. Ещё одно интересное исследование, касающееся зубов - работы по активизации генов, отвечающих за их рост. Рядовой читатель спросит "а при чем тут странности строения?", а мы вам ответим - гены эти были активированы в куриных эмбрионах! До рождения, конечно, дело, в этических целях, не дошло, но зачатки зубов таки получили. Да и вообще - вас не смущает существование генов, отвечающих за формирование зубов, у класса, в строении которого они просто не предполагаются? Такое вполне прощается рядовому программисту, который для скорости скопировал код предыдущего проекта, но не гению.
Не уходя далеко от птиц - гены кодирующие закладку пера это модификация генов, отвечающих за формирование чешуи у крокодилов[6], кроме того, за последние десятилетия нашлось множество отпечатков перьевых покровов и мы четко понимаем, что формированию современного махового пера предшествовала его длительная эволюция
Ещё один интересный момент, который уже упоминался в прошлой главе - адаптации рыб к условиям отрицательных температур Арктики и Антарктики. Внимательно изучив геном было выяснено, что мутации, которые отвечают за выработку фермента, препятствующего заморозке воды в организме, произошли у разных рыб в разных участках генома [7]. У разных ядовитых животных гены, кодирующие яды с примерно одинаковым эффектом, имеют совершенно разное строение [8].
Таким образом, можно найти чёткую закономерность: если речь идёт о древнем органе или конечности, то в более "совершенных" формах мы несомненно увидим древние следы как морфологические, так и генетические, а если сам признак приобретён уже после расхождения популяций, то даже синонимичные функции будут кодироваться разными генами. И эти факты прекрасно объясняются Теорией эволюции, и совсем нет - разумным замыслом.
Подведём итоги. Эволюция процесс сложный и не линейный. Не имея архитектора она подчинена только критерию выживания конкретной особи в конкретных условиях и в конкретный момент времени. Поэтому не удивительно, что по прошествию миллионов лет в организмах можно наблюдать странности типа возвратного нерва или вывернутого на изнанку глаза, а так же различных атавизмов. Просто в тот момент, когда они только начали формироваться, проблемы далёких потомков не играли никакой роли, а признаки, которые изначально давали лишь небольшой бонус к выживаемости (нитевидное перо), позже становятся основными отличительными чертами целых классов, и позволяют им доминировать в занятой ими нише.
Жизнь несовершенна, и то, чем она стала сейчас, результат не гениального замысла, а череды случайностей и непрерывного жесточайшего отбора, под прессом которого погибли миллионы удивительных видов, занимающих умы учёных и любителей живой природы по всему миру. И именно поэтому каждый из нас с нетерпением ждём каждую новую научную работу. Просто мы воспринимаем это не как сухой учебник с формулами и чертежами, а захватывающий роман о борьбе и преодолении себя, где невероятная драма заставляет тебя сопереживать, а сюжетные повороты кричать от восторга. И имя этой книге - эволюция.
Ну а в следующей главе мы с вами разберёмся, как в современных популяциях найти переходные формы и почему и почему муха никогда не превратиться в мышь. Если вам понравилась статья, не стесняйтесь ставить лайки и оставлять комментарии, подписывайтесь на нас в Телеграмме и В Контакте, это очень мотивирует нашу команду на написание новых интересных материалов. Спасибо, что читаете нас!
