Онлайн книга
Примечания книги
1
«Мастеру, лучшему, чем я» (итал.). – Прим. ред.
2
Здесь и ниже автор, употребляя термин «дарвинизм», имеет в виду современную эволюционную биологию (синтетическую теорию эволюции) (см. примечание 1). – Прим. науч. ред.
3
Здесь и далее цитаты из «Происхождения видов» приводятся по изданию: Дарвин Ч. Сочинения. Т. 3 / Пер. К.А. Тимирязева при участии М.А. Мензбира, А.П. Павлова и А.И. Петровского. – М.: Изд-во АН СССР, 1939. – Прим. ред.
4
В научной литературе используется термин «последний универсальный общий предок» или сокращенно LUCA (Last universal common ancestor). О существовании подобного организма впервые высказал предположение Дарвин в «Происхождении видов»: «Мы должны допустить, что и все органические существа, когда-либо жившие на Земле, могли произойти от одной первобытной формы». – Прим. науч. ред.
5
Филогенетическое древо (эволюционное древо) – графическое изображение хода исторического развития и родственных связей разных групп организмов. – Прим. ред.
6
Дарвин в «Происхождении видов» описывает принцип такой древовидной иерархии: от толстых стволов (высоких таксономических единиц, таких как надцарство, тип и т. д.) отходят более тонкие ветви (семейство, род и т. д.), на самых кончиках которых и будут «находиться» отдельные виды. – Прим. науч. ред.
7
Рога носорога в отличие от рогов парнокопытных не представляют собой костные выросты черепа, а образованы тончайшими слоями кератина, того же белка, из которого состоят волосы, перья и копыта животных. – Прим. науч. ред.
8
Изменение частоты встречаемости генов в популяции под действием случайных факторов. – Прим. ред.
9
Литосферные плиты – крупный (несколько тысяч километров в поперечнике) блок земной коры и верхнего твердого слоя верхней мантии, из которых сложена литосфера – твердая оболочка Земли. – Прим. ред.
10
Процесс, при котором происходит превращение останков умерших животных и растений в ископаемые путем замещения органических веществ минеральными, называется фоссилизация (от лат. fossilis – ископаемый). – Прим. ред.
11
Для сохранения мягких частей тела или тонких структур (таких как перья или лапки членистоногих) требуются особые условия – животные должны были быть моментально погребены (например, под илом или пеплом) в бескислородной среде. Такие типы захоронений называются лагерштетты (например, знаменитые сланцы Бёрджес). – Прим. науч. ред.
12
Николас Стено, также называемый Нильс Стенсен и Николай Стенон (1638–1686), – датский анатом и биолог. – Прим. пер.
13
Голоцен – последняя эпоха четвертичного периода (2,588 млн лет назад – настоящее время). – Прим. науч. ред.
14
Кумранские рукописи – совокупность древних религиозных манускриптов, обнаруженных в пещерах Кумрана, а также в ряде других пещер Иудейской пустыни. Хранятся в так называемом Храме Книги в Иерусалиме. – Прим. ред.
15
Прокоптодон (гигантский короткомордый кенгуру) – род вымерших плейстоценовых сумчатых, открытый Ричардом Оуэном. – Прим. науч. ред.
16
Кистепёрые рыбы – надотряд лопастепёрых рыб. Почти полностью вымерли, и только семейство латимериевые представлено ныне живущим видом. Имеют парные плавники, основанием которых служит мясистая, вытянутая, покрытая крупной чешуей лопасть, на конце которой располагаются лучи плавника. Плавники снабжены внутренним скелетом, состоящим из нескольких разветвленных в форме кисти костей. Кистепёрые большую часть времени проводили на дне, по которому передвигались, опираясь на плавники. До начала XX в. кистепёрые считались вымершей группой В 1938 г. в устье реки в Южной Африке была поймана живая кистепёрая рыба, которую назвали латимерией. Позже была открыта популяция из 500 особей кистепёрых рыб близ Коморских островов. Латимерий в научно-популярной литературе могут называть целакантами. – Прим. ред.
17
Подобную схему «Эволюция, сжатая до трех дней», излагает главный герой романа Джона Апдайка «Кентавр» на уроке биологии. – Прим. пер.
18
У высших форм трилобитов задние сегменты сливаются (хотя границы их хорошо различимы), образуя так называемый пигидиальный щит, или пигидий. Пигидий имеется у большинства, хотя и не у всех трилобитов. – Прим. ред.
19
Зольнхофенский известняк – название природного камня, твердого мраморизованного плиточного известняка, добываемого в местечке Зольнхофен, Германия. Этот самый плотный известняк в мире образовался в верхнеюрском периоде около 150 млн лет назад в виде слоистых осадочных пород в периодически затопляемых морской водой лагунах. В промышленности и торговле называется также мрамором. Отделочный строительный материал, часто используется в эксклюзивных проектах. – Прим. ред.
20
Список особенностей, сближающих археоптерикса с птицами на самом деле несколько длиннее: к перечисленным добавляются асимметричность перьев, полулунная кость запястья, удлиненная и направленная назад лобковая кость и т. д. – Прим. ред.
21
Морские свиньи (Phocoena phocoena) – млекопитающие, относящиеся к отряду китообразных (не следует путать с грызуном морской свинкой). – Прим. науч. ред.
22
Название отряду дано за наличие у этих животных развитых третьего и четвертого пальцев, окончания которых, как башмаком, покрыты толстым роговым копытом. Второй и пятый пальцы недоразвиты, а первый – редуцирован. – Прим. ред.
23
В Египте находится Долина китов (Вади-аль-Хитан), где были найдены многочисленные ископаемые остатки древних китов, которые помогли реконструировать эволюцию этих млекопитающих. Это удивительное место внесено в список Всемирного наследия ЮНЕСКО. – Прим. науч. ред.
24
Эволюционная радиация – термин, используемый биологами и палеонтологами для описания быстрых (в геологических масштабах) и массовых возрастаний разнообразия видов вследствие адаптивных изменений или открывшихся ранее недоступных экологических ниш. Наиболее известный пример эволюционной радиации – увеличение разнообразия плацентарных млекопитающих сразу после вымирания динозавров в конце мелового периода. – Прим. ред.
25
Велень – лучший сорт пергамента. Основное отличие от обычного пергамента – используемые в производстве материалы и качество выделки. – Прим. ред.
26
Интродуцированный вид – чужеродный для данной территории, преднамеренно или случайно завезенный на новое место в результате человеческой деятельности. Часто интродуцированные виды сильно влияют на сложившуюся экосистему региона и становятся причиной значительного сокращения численности или даже вымирания отдельных видов местной флоры и фауны. – Прим. ред.
27
Ромер А., Парсонс Т. Анатомия позвоночных. В 2 т. – М: Мир, 1992.
28
Экспрессия генов (от лат. expressio – выражение) – это процесс, в результате которого информация от гена (последовательность нуклеотидов ДНК) через синтез РНК преобразуется в функциональный продукт – белок. – Прим. ред.
29
Ретровирусы (от лат. retro – обратный) – семейство РНК-содержащих вирусов. После инфицирования клетки ретровирусом в цитоплазме начинается синтез вирусной ДНК с использованием вирионной РНК в качестве матрицы, а затем на матрице синтезированной нити ДНК достраивается комплементарная ей нить. Образуется двунитевая молекула ДНК, которая интегрируется в ДНК клетки и далее служит матрицей для синтеза молекул вирусных РНК. – Прим. ред.
30
Инволюция – утрата отдельных органов или их функций (за счет упрощения их организации) в процессе эволюции. – Прим. науч. ред.
31
Бесчелюстные – надкласс хордовых животных. Отличаются от всех позвоночных отсутствием настоящих челюстей. Это древнейшая группа хордовых, широко распространенная в силуре и девоне. В современной фауне из бесчелюстных сохранились только представители класса круглоротых – миноги и миксины. – Прим. ред.
32
Дарвин Ч. Происхождение человека и половой отбор // Дарвин Ч. Сочинения. Т. 5/Под ред. акад. Е.Н. Павловского. – М.: Изд-во АН СССР, 1953.
33
Остроклювые земляные вьюрки (подвид Geospiza difficilis septentrionalis) пьют кровь, например голубоногой олуши, клювом отщипывая кожу у основания хвостовых перьев, пока рана не начнет кровоточить. При этом жертвы практически не сопротивляются, возможно, потому, что в промежутках между высасыванием крови вьюрки выклевывают у них из перьев паразитов. Благодаря вампиризму вьюрки успешно выживают даже в самые сухие месяцы. В их рацион входят зерна, растительность и яйца олуш, а питье крови – это адаптация к островной жизни. – Прим. ред.
34
Субфоссильные останки – останки считаются субфоссильными, если разрушение органической компоненты и ее замещение минеральным веществом прошли не полностью, также исходя из их возраста, и если останки относятся к ныне существующим видам либо к вымершим уже в историческое время. – Прим. ред.
35
Пер. с англ. Терджимана Кырымлы. – Прим. ред.
36
Пер. с англ. Терджимана Кырымлы. – Прим. ред.
37
Амиши – религиозное движение, зародившееся XVII в. как самое консервативное направление в меннонитстве и затем ставшее отдельной протестантской религиозной деноминацией. В настоящее время большинство амишей проживает в США и Канаде. – Прим. ред.
38
Данкеры – направление в протестантизме. Секта была основана в 1708 г. и быстро распространилась в Германии, Нидерландах и Швейцарии. В настоящее время существует только на территории США. – Прим. ред.
39
Дарвин Ч. Происхождение человека и половой отбор; Под ред. акад. Е.Н. Павловского. – М.: Изд-во АН СССР, 1953. – Т. 5.
40
Более правильное название – полынный тетерев. Шалфейный, по сути, – давняя ошибка перевода. Но в старых классических руководствах по орнитологии принято название шалфейный, поэтому мы приводим оба названия, тем не менее отдавая предпочтение полынному. – Прим. ред.
41
Варианса – показатель, характеризующий изменчивость признака. – Прим. ред.
42
Дарвин Ч. Происхождение человека и половой отбор: В 2-х кн. / Пер. И. Сеченова. – М.: Терра-Книжный клуб, 2009.
43
Виды-двойники, или криптические виды, – виды, которые не различаются по морфологическим признакам, но между ними существует репродуктивный барьер. – Прим. науч. ред.
44
Дивергенция в биологии – расхождение признаков и свойств у первоначально близких групп организмов в ходе эволюции. – Прим. ред.
45
Пер. В. Полищук. У.С. Гилберт и А. Салливан – английские драматург и композитор, создавшие во второй половине XIX в. четырнадцать комических опер, зачастую содержавших шутки на злобу дня. «Принцесса Ида» (1884) – история сказочной принцессы, сбежавшей от жениха и основавшей в неприступном замке женский колледж. – Прим. пер.
46
Трансвааль – бывшая провинция ЮАР. В настоящее время территория Трансвааля поделена между провинциями Мпумаланга, Лимпопо и Гаутенг, а также частично Северо-Западом. – Прим. ред.
47
Дарвин Ч. Происхождение человека и половой отбор: В 2-х кн. Т. 2. С. 362.
48
Там же. С. 367.
49
Лики – семья палеоантропологов, сыгравших ключевую роль в поисках останков древнейшего человека в Восточной Африке. – Прим. ред.
50
Банту – этнические группы, проживающие на территории Африки южнее Сахары (так называемой Черной Африки). – Прим. науч. ред.
51
«Монгольская складка», эпикантус – складка у внутреннего угла глаза человека, образованная кожей верхнего века и в разной степени прикрывающая слезный бугорок. Характерен для монголоидной расы и некоторых групп негроидной расы. Сильнее развит у детей, чем у взрослых; у женщин встречается чаще, чем у мужчин.
52
Понятие «коэволюция» было применено экологами для описания координированного развития различных видов, взаимодействующих в экосистеме. В широком смысле биологическая коэволюция (или сопряженная эволюция) – это изменение биологического объекта, вызванное изменением связанного с ним объекта. – Прим. ред.
53
Гемоглобин, не являясь ферментом, принадлежит к тому же классу белков. Гемоглобин называют также почетным ферментом, поскольку исследования его структуры в статике и динамике позволили значительно продвинуться в понимании механизмов функционирования ферментов. – Прим. ред.
54
В этом предложении автор использует игру слов: самые сильные – fittest и самые упитанные fattest. – Прим. науч. ред.
55
Дарвин Ч. Происхождение человека и половой отбор: В 2-х кн. / Пер. И. Сеченова. – М.: Терра-Книжный клуб, 2009.
56
Расплетая радугу: Наука, заблуждения и тяга к чудесам (Unweaving
the Rainbow: Science, Delusion and the Appetite for Wonder)
57
Песня «Let's Misbehave». Пер. В. Полищук. – Прим. пер. и ред.
58
В английском Environment of Evolutionary Adaptedness, или EEA. – Прим. ред.
59
Пер. Юрия Ноткина.
1
Современную теорию эволюции по-прежнему именуют дарвинизмом (Данная тенденция больше наблюдается в западном научном сообществе. В современной отечественной литературе реже употребляется термин «дарвинизм», а предпочтение отдается термину «синтетическая теория эволюции» (или ее синониму «современная эволюционная теория»). – Прим. науч. ред.), хотя она уже успела зайти гораздо дальше того, что изначально предположил Дарвин (который, к примеру, понятия не имел о ДНК или мутациях). Такое присвоение имени в честь какого-либо ученого в науке редкость: ведь мы не называем классическую физику ньютонизмом, а теорию относительности – эйнштейнизмом. Тем не менее Дарвин в свое время оказался настолько прав и в «Происхождении видов» совершил такой труд, что для многих эволюционная биология синонимична его имени. На протяжении этой книги я иногда использую термин «дарвинизм», однако помните, что под ним подразумевается современная эволюционная теория.
2
В отличие от спичечных упаковок в виде книжечек языки укладываются в древовидную иерархию, причем в ее рамках некоторые (например, английский и немецкий) похожи друг на друга гораздо сильнее, чем на другие языки (скажем, на китайский). По сути дела, можно выстроить эволюционное древо языков, исходя из сходства слов и грамматики. Причина, по которой языки выстраиваются в такую иерархию, в том, что они претерпели собственные формы эволюции, меняясь со временем и приобретая все большие отличия по мере того, как народы расселялись по новым территориям и теряли контакт друг с другом. Как и у биологических видов, у языков есть видообразование и общее происхождение. Первым эту аналогию подметил именно Дарвин.
3
Мамонты вымерли около 10 000 лет назад и, возможно, были истреблены нашими предками-охотниками. По меньшей мере один экземпляр мамонта так хорошо сохранился в вечной мерзлоте, что в 1951 г. его мясо подали на обеде в нью-йоркском Исследовательском клубе.
4
Судя по всему, у взрослых особей предков млекопитающих яички оставались в брюшной полости (некоторые млекопитающие, такие как утконос и слон, до сих пор отличаются этой анатомической особенностью). Это заставляет нас задаться вопросом, почему эволюция поддержала перемещение яичек в уязвимую область вне тела. Ответ нам пока что не известен, но есть небольшая подсказка: ферменты, которые участвуют в выработке спермы, попросту плохо функционируют при внутренней температуре тела (именно поэтому врачи советуют будущим отцам избегать горячих ванн перед половыми контактами). Возможно, по мере того как у млекопитающих развивалась теплокровность, яички некоторых групп в процессе эволюции были выведены за пределы тела, чтобы избежать перегрева. Но, возможно, расположение яичек вне тела появилось по другим причинам, а ферменты, участвующие в образовании спермы, при более высоких температурах просто теряют свою работоспособность.
5
Противники эволюции зачастую заявляют, что теория эволюции непременно должна объяснять и происхождение жизни и дарвинизм якобы потерпел неудачу, потому что мы до сих пор этого не знаем. Это возражение глубоко ошибочно. Эволюционная теория имеет дело только с тем, что происходит после зарождения жизни (под жизнью я понимаю самовоспроизводящиеся организмы или молекулы). Само происхождение жизни – это предмет исследования не эволюционной биологии, абиогенез изучают такие научные направления, которые охватывает химию, геологию и молекулярную биологию. Поскольку это очень молодая научная сфера и пока что дала совсем немного ответов, я не стал затрагивать на страницах этой книги вопрос о том, как зародилась жизнь. Обзор множества конкурирующих теорий см. в книге Роберта Хейзена «Происхождение: Научный поиск истоков жизни» (Gen-e-sis: The Scientific Quest for Life's Origin).
6
Обратите внимание на то, что на протяжении первой половины истории жизни на Земле единственным биологическим видом были бактерии. Сложные многоклеточные организмы появились лишь в последние 15 % истории жизни. Чтобы увидеть эволюционную временную шкалу в подлинном масштабе, показывающую, насколько недавно появились многие знакомые нам формы жизни, пройдите по ссылке htpp://andabien.com/html/evolution-time-line.htm и проматывайте вниз.
7
Обозначая группы, которые были созданы независимым творением, но в них дозволяется некоторая эволюция, креационисты часто прибегают к библейскому концепту «рода»: «И сотворил Бог рыб больших и всякую душу животных пресмыкающихся, которых произвела вода, по роду их, и всякую птицу пернатую по роду ее» (Быт: 1:12–25). Объясняя понятие «род», некий креационистский сайт заявляет: «Например, возможно, существует много биологических видов голубей, но все они при этом голуби. Следовательно, голуби представляют собой "род" животного (собственно, птицу)». Таким образом, креационисты допускают существование микроэволюции в пределах этих «родов», но не приемлют мысли о макроэволюции между «родами»: по их мнению, она не могла произойти и не произошла. Иными словами, у членов «рода» есть общий предок; у членов разных «родов» общего предка нет. Проблема в том, что креационисты не формулируют никакого критерия, по которому можно очертить границы «рода» (Совпадает ли библейский род с биологическим понятием рода? Или семейства? Скажем, все мухи – члены одного рода или разных родов?), и поэтому мы не можем оценить, что они считают пределами эволюционных изменений. Но все креационисты соглашаются в одном: Homo sapiens представляет «род» сам по себе и поэтому неизбежно был сотворен высшей силой. Между тем ни в теории, ни в фактах эволюции нет ничего, что говорило бы о конечности и пределах эволюционных изменений: насколько мы видим, макроэволюция – это просто микроэволюция, растянутая на длительный отрезок времени. (См.: http://www.clarifyingchristianity.com/creation.shtml и http://www.nwcreation.net/biblicalkinds.html, где пояснен креационистский взгляд на понятие «род», а также опровержение на http://www.geocities.com/CapeCanaveral/Hangar/2437/kinds.htm.)
8
В настоящее время палеонтологи считают, что все тероподы, а в эту категорию входит и знаменитый Tyrannosaurus rex, были покрыты той или иной разновидностью перьев. На макетах динозавров в музеях естественных истории перьев не увидишь, да и в фильмах наподобие «Парка юрского периода» тоже. Но тираннозавр пользуется такой устрашающей славой, что, если бы его и показали покрытого пухом, это бы не подпортило его жуткий образ!
9
Захватывающее описание того, как был обнаружен и препарирован Дэйв, первый в истории экземпляр синорнитозавра (Sinornithosaurus), см. по ссылке: http://www.anmh.org/learn/pd/dinos/markmeetsdave.html.
10
Посмотреть фильм о том, как был обнаружен микрораптор (Microraptor gui), «Четырехкрылый динозавр» (The Four-Winged Dinosaur), и дискуссию, умел ли он летать, можно на разных ресурсах, например: http://www.pbs.org/wgbh/nova/microraptor/program.html.
11
Недавно ученым удалось нечто поразительное: они сумели получить фрагменты белка коллагена из ископаемого тираннозавра, насчитывающего 68 млн лет, и определить аминокислотную последовательность этих фрагментов. Анализ показывает, что из всех ныне живущих позвоночных тираннозавр в наиболее близком родстве с птицами (а именно курицами и страусами). Эти данные подтверждают то, что ученые предполагали уже давно: все динозавры вымерли, за исключением одной ветви, из которой развились птицы. Биологи все больше убеждаются, что птицы представляют собой сильно модифицированных динозавров. В самом деле, птиц часто классифицируют как динозавров.
12
Секвенирование ДНК и белков кита показывает, что среди млекопитающих самые близкие родственники кита – парнокопытные, и это открытие полностью подтверждает выводы, сделанные на основе ископаемых находок.
13
Посмотреть, как водяной оленек спасается в воде от орла, можно по ссылке: http://www.youtube.com/watch?v=13GQbT2ljxs.
14
Тем не менее работа была опубликована и показала, что, несмотря на разные типы бега, страусы и лошади тратят одинаковое количество энергии, чтобы покрыть одно и то же расстояние: M. A. Fedak, H. J. Seeherman (1981.) Перерасчет энергетики передвижений показывает одинаковые энергозатраты у двуногих и четвероногих, включая страуса и лошадь. См.: Nature 282:713–716.
15
Чтобы увидеть, какую роль играют крылья при спаривании, см.: http://revver.com/video/213669/masai-ostrich-mating/.
16
Киты, у которых нет внешних ушей, также наделены неработающими ушными мышцами (а иногда и крошечными бесполезными слуховыми проходами), унаследованными от сухопутных млекопитающих предков.
17
Насколько мне известно, псевдогены никогда не восстанавливаются. Стоит гену подвергнуться мутации, которая его инактивирует, как он быстро накапливает другие мутации, которые в еще большей степени искажают информацию для синтеза белка. Вероятность, что все эти мутации обратятся вспять, чтобы воскресить ген, практически нулевая.
18
Как и следовало ожидать, у морских млекопитающих, которые проводят часть времени на суше, например у морских львов, более активные гены обонятельных рецепторов, чем у китов или дельфинов, предположительно потому, что им все еще необходимо умение различать запахи в воздухе.
19
Креационисты часто используют «поддельные» рисунки Геккеля как оружие для нападок на эволюционистов в целом: заявляют, что эволюционисты готовы пойти на искажение фактов, лишь бы поддержать ошибочную теорию дарвинизма. Однако в истории Геккеля не все так просто. Возможно, ему не стоит вменять в вину подделку, лишь небрежность: его «фальшивка» состояла лишь в том, что он проиллюстрировал три разных эмбриона при помощи одной и той же гравюры. Когда Геккеля призвали к ответу, он признал ошибку и исправил ее. Поэтому попросту нет доказательств того, что он сознательно исказил облик эмбрионов, чтобы придать им больше сходства, чем между ними было. Полную историю см.: R. J. Richards (2008, глава 8).
20
Наши предки наградили нас множеством других физических неприятностей. Геморрой, боли в спине, икота, воспаление аппендикса – все эти явления представляют собой эволюционное наследие. Нил Шубин описывает эти и многие другие явления в своей книге «Внутренняя рыба» (Your Inner Fish) (Шубин Н. Внутренняя рыба. История человеческого тела с древнейших времен до наших дней. – М.: Астрель, Corpus, 2010.).
21
Эта история также вдохновила поэта Уильяма Купера на стихотворение «Одиночество Александра Селкирка» (The Solitude of Alexander Selkirk) с его знаменитым зачином:
Пер. Евгения Фельдмана.
22
О континентальном дрейфе за последние 150 млн лет можно посмотреть по ссылке: http://mulinet6.li.mahidol.ac.th/cd-rom/cd-rom0309t/Evolution_files/platereconanim.gif; об истории Земли – по ссылке: htpp:/www.scotese.com/.
23
Эта фраза, безусловно, одна из самых известных строк Теннисона, взята из его поэмы «Памяти А. Г.Х.» (In Memoriam A. H.H.) (1850):
Подстрочный перевод. – Прим. пер.
24
Видеофильм, рассказывающий о шершнях, нападающих на пчел, и японских пчелах, защищающих свое жилище, можно увидеть на канале YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=DcZCttPGyJ0. Ученые недавно обнаружили еще один способ, которым пчелы убивают шершней: удушение. На Кипре местные пчелы так же облепляют чужаков-шершней, вторгшихся в улей, и образуют шар. Осы дышат, надувая и сокращая брюшко, накачивая воздух в свое тело через маленькие отверстия. Плотно облепив врага-шершня со всех сторон, пчелы не дают ему шевелить брюшком и тем самым лишают воздуха.
25
В книге Карла Циммера «Паразит – царь природы: Тайный мир самых опасных существ на Земле» (Parasite Rex) (Циммер К. Паразит – царь природы: Тайный мир самых опасных существ на Земле. – М.: Альпина нон-фикшн, 2011.) приводится много других удивительных (и страшных) примеров того, как эволюционировали паразиты, чтобы управлять своими хозяевами.
26
У этой истории есть еще один не менее интересный аспект: муравьи, которые много времени проводят на деревьях, постепенно развили у себя способность планировать. Падая с ветки, они маневрируют в воздухе таким образом, что приземляются не на враждебную поверхность лесной почвы, а на безопасный ствол дерева.
27
Креационисты иногда приводят этот язык в качестве примера черты, которая не могла развиться путем эволюции, потому что промежуточные стадии эволюции от короткого языка к длинному предположительно были мальадаптивными. Это утверждение беспочвенно. Описание длинного языка и того, как он, предположительно, развился путем естественного отбора, см. по ссылке: http://www.talkorigins.org/faqs/woodpecker/woodpecker.html.
28
Сейчас, когда я это пишу, появился доклад, который показывает, что ДНК, извлеченная из костей неандертальцев, содержит другую аллельную форму «светлого» гена. Поэтому есть вероятность, что некоторые неандертальцы были рыжеволосыми.
29
Разные породы считаются представителями одного и того же вида Canis lupus familiaris, потому что успешно поддаются гибридизации. Если бы они встречались только в виде ископаемых, то их существенные различия могли бы навести нас на мысль, что есть некий генетический барьер, который помешал им гибридизироваться, а потому они должны представлять разные биологические виды.
30
Насекомые также адаптировались к разнице в химическом составе разных видов растений, так что каждая новая форма клопа теперь лучше чувствует себя на интродуцированном растении, на котором обитает, чем на старом мыльном дереве.
31
Описание того, как путем отбора предположительно могли появиться свертывание крови и бактериальный жгутик, см. в книге Кеннета Миллера «Только теория» (Only a Theory), а также в книге: M. J. Pallen, N. J. Matzke (2006).
32
Увидеть, как полынный тетерев раздувает грудь перед самками в ходе брачного ритуала, можно на канале YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=qcWx2VbT_j8.
33
На сегодняшний день самый древний вид, у которого выявлено половое размножение, – это красная водоросль или багрянка, Bangiomorpha pubescens. У ископаемого вида, насчитывающего 1,2 млрд лет, отчетливо просматриваются признаки двух полов.
34
Важно помнить, что мы говорим о разнице между самками и самцами с точки зрения изменчивости такого признака, как брачный успех. В то же время средний брачный успех самцов и самок должен быть равным, потому что у каждого потомка должен быть один отец и одна мать. У самцов этот средний показатель достигается тем, что некоторые из них становятся отцами большей части потомства, в то время как другие вообще остаются без отпрысков. В то же время каждая самка дает приблизительно одинаковое количество потомства.
35
Если на них надавить, то креационисты объясняют половой диморфизм, кивая на таинственные прихоти творца. В своей книге «Дарвин под следствием» (Darwin on Trial) сторонник теории разумного замысла Филлип Джонсон отвечает на вопрос эволюциониста Дугласа Футаямы: «В самом ли деле ученые-креационисты полагают, что их Творец счел уместным создать птицу, которая не может размножаться без двухметрового хвоста из громоздких перьев, делающего ее легкой добычей для леопардов?» Джонсон отвечает: «Не знаю, что там предполагают ученые-креационисты, но мне кажется, что павлин и пава – это именно такие существа, которых бы мог создать прихотливый Творец, но при этом "жестокий механический процесс", такой как естественный отбор, никогда не позволил бы им развиться». Однако хорошо понятная и проверяемая гипотеза о половом отборе, безусловно, побивает аргумент о непостижимых капризах творца, который никак невозможно проверить.
36
Может возникнуть вопрос: если самки предпочитают невыраженные черты, то почему эти черты никогда не развиваются у самцов? Одно из объяснений: такие мутации просто не произошли. Другое: если такие правильные мутации и имели место, они снижали шансы на выживание самцов больше, чем усиливали его способность привлекать самок.
37
Тут возможно возражение. Такая согласованность показывает лишь следующее: нейронные связи в мозге всех людей изначально устроены так, что позволяют разделять общую массу птиц на основании одного и того же набора признаков. Однако это возражение теряет всякую силу, если вспомнить, что и сами птицы распознают те же группы. Когда наступает брачный сезон, самец малиновки ухаживает только за самками малиновки, но не за самками воробьев, скворцов или ворон. Птицы, как и другие животные, превосходно распознают разные биологические виды!
38
Например, если бы 99 % всех образовавшихся видов вымерло, нам бы все равно требовалась та же скорость видообразования для одного-единственного вида, который появился бы в течение миллионов лет, чтобы породить 100 млн ныне живущих видов.
39
То, как наука реконструирует древние процессы в геологии, биологии и астрономии, очень четко показано в книге Криса Терни «Кости, скалы и звезды: Наука о том, когда что произошло» (Bones, Rocks and Stars: The Science of When Things Happened) (Терни К. Кости, скалы и звезды: Наука о том, когда что произошло. – М.: Альпина нон-фикшн, 2014.).
40
Вот более подробное описание того, как появился новый аллополиплоидный биологический вид. Читайте внимательно, потому что, хотя понять этот процесс несложно, потребуется вникнуть в некоторые цифры. Каждый вид за вычетом бактерий и вирусов несет две копии каждой хромосомы. Например, у нас, людей, 46 хромосом, включая 22 пары гомологичных хромосом – аутосом, а также две половые хромосомы: ХХ у женщин и XY у мужчин. Одна часть каждой пары хромосом наследуется от отца, вторая – от матери. Когда особи биологического вида производят гаметы (сперматозоиды и яйцеклетки у млекопитающих, пыльца и яйцеклетки у растений), гомологичные хромосомы расходятся, и лишь одна часть пары попадает в сперматозоид, яйцеклетку или пыльцевое зерно. Но перед этим гомологичные хромосомы должны выстроиться в пары друг с другом, чтобы потом надлежащим образом разделиться. Если хромосомы не выстроятся в пары как следует, то особь не сможет произвести гаметы и остается бесплодной.
Когда пара хромосом не выстраивается, это и становится основой для образования аллополиплоида. Предположим, например, что некий вид растения (обозначим этот воображаемый вид буквой А) наделен шестью хромосомами, т. е. тремя гомологичными парами. Пойдем дальше и предположим, что у него есть сородич, вид Б, у которого 10 хромосом (пять пар). Гибрид этих двух растений будет наделен восемью хромосомами, получив три от вида А и пять от вида Б (не забываем, что гаметы каждого вида несут лишь половину его хромосом). Гибрид, возможно, будет жизнеспособен и активен, но когда он попытается сформировать пыльцу или яйцеклетки, то столкнется с трудностями. Пять хромосом от одного вида попытаются образовать пары с тремя хромосомами другого, и получится неразбериха. Формирование гамет не состоится, и гибрид окажется стерильным.
Однако предположим, что каким-то образом гибрид может дуплицировать все свои хромосомы, увеличивая их число с 8 до 16. У этого нового сверхгибрида сможет произойти нормальное выстраивание хромосом в пары: каждая из шести хромосом вида А найдет свой гомолог и таким же образом десять хромосом вида Б найдут свой. Поскольку выстраивание в пары произошло благополучно, сверхгибрид окажется фертильным, произведет пыльцу или яйцеклетки, которые несут восемь хромосом. Такой сверхгибрид и носит название аллополиплоида – от греческого «разный» и «многомерный». В своих 16 хромосомах он несет полный генетический материал обоих видов-родителей, А и Б. Следует ожидать, что внешне этот сверхгибрид будет выглядеть как нечто среднее между видами А и Б. А его новая комбинация признаков, возможно, позволит ему жить в новой экологической нише.
Такой полиплоид АБ будет не только фертильным, но и даст потомство, если окажется оплодотворен другим похожим полиплоидом. Каждый из родителей вносит восемь хромосом в семена, которые затем вырастают в другое шестнадцатихромосомное растение АБ, в точности подобное родителям. Группа таких полиплоидов превращается в самоподдерживающуюся популяцию, члены которой скрещиваются между собой.
И это растение также будет новым биологическим видом. Почему? Потому что полиплоид АБ репродуктивно изолирован от обоих родительских видов. Если они скрещиваются с другим представителем вида А или Б, то их потомство будет стерильно. Предположим, что растение скрещивается с видом А. Полиплоид произведет гаметы с восемью хромосомами – три от вида А и пять от вида Б. Они соединятся с гаметами вида А, содержащими три хромосомы. Такое растение будет стерильным, потому что хотя у каждой хромосомы А есть пара, но ни у одной хромосомы Б пары не будет. Похожая ситуация сложится, если полиплоид АБ скрестится с видом Б: у потомства будет тринадцать хромосом, и пять хромосом А не смогут получить пару в ходе формирования гаметы.
Таким образом, новый полиплоид в случае, если он скрещивается с одним из родительских видов, производит лишь стерильных гибридов. Тем не менее, когда полиплоиды скрещиваются друг с другом, потомство оказывается фертильным, потому что все 16 хромосом у него родительские. Иными словами, полиплоид формирует группу с внутригрупповым скрещиванием, которая репродуктивно изолирована от других групп – а именно это и есть разграничитель биологического вида. И такой вид появился без географической изоляции, что необходимо, потому что, если двум видам суждено создать гибридов, они должны произрастать в одном и том же месте.
Но как формируются полиплоидные виды? Нет нужды вдаваться в запутанные подробности, достаточно сказать, что процесс включает формирование гибрида между двумя родительскими видами, а далее следует серия шагов, в ходе которых эти гибриды производят редкую пыльцу или яйцеклетки, несущие двойной набор хромосом (они называются нередуцированные гаметы). Слияние этих гамет за два поколения приводит к появлению полиплоидной особи. Все эти этапы были зарегистрированы как в дикой природе, так и лабораторных условиях в оранжерее.
41
В качестве примера аутополиплоидии допустим, что члены некоего вида растений наделены 14 хромосомами, или семью парами хромосом. Особь может время от времени производить нередуцированные гаметы, содержащие все 14 хромосом вместо семи. Если такая гамета соединится с нормальной, содержащей семь хромосом, гаметой другой особи того же вида, мы получим наполовину стерильное растение, у которого 21 хромосома: оно будет преимущественно стерильным, потому что во время формирования гаметы создать пары попытались три гомологические хромосомы (хотя в норме это осуществляется двумя), а такой процесс не срабатывает. Однако, если эта особь снова производит несколько нередуцированных гамет с 21 хромосомой, которые соединяются с нормальными гаметами, в результате получается аутополиплоидная особь с 28 хромосомами. Такая особь несет две полные копии родительского генома. Популяцию подобных особей можно считать новым видом, поскольку они способны скрещиваться с другими похожими аутополиплоидами, но если они попытаются скреститься с родительскими видами, то породят преимущественно стерильных особей с 21 хромосомой. У такого аутополиплоидного вида будут в точности те же гены, что и у представителей родительских видов по отдельности, однако не в двойном, а в учетверенном количестве.
Поскольку заново сформировавшийся аутополиплоид наделен теми же генами, что и родительские виды, он зачастую очень на них похож. Представителей новых видов иногда получается идентифицировать, только пересчитав хромосомы под микроскопом и убедившись, что у них хромосом вдвое больше, чем у родительских видов. Поскольку такие новые виды очень напоминают родителей, многие из них, наверняка существующие в природе, до сих пор еще не идентифицированы.
42
Хотя случаи неполиплоидного видообразования в реальном времени – большая редкость, но один правдоподобный пример, кажется, есть. В нем задействованы два вида лондонских комаров, которых обычно считают подвидами, но они проявляют признаки существенной репродуктивной изоляции. Комар-пискун, или комар обыкновенный (Culex pipiens pipiens), – один из самых распространенных видов городского комара. Чаще всего его жертвами становятся птицы, и, подобно многим видам комара, он откладывает яйца только после того, как насытится кровью. Зимой самцы комара умирают, но самки впадают в состояние, похожее на спячку и именуемое диапаузой. В ходе полового акта самцы и самки комара обыкновенного скапливаются в большие клубки, где массово совокупляются.
Пятнадцатью метрами ниже, в тоннелях лондонского метро, обитает близкий родственник комара обыкновеннного, подвид Culex pipiens molestus, он же комар подвальный. Этот комар предпочитает жалить млекопитающих, желательно тех, которые ездят в метро (особенное беспокойство он причинял во времена Второй мировой войны, когда в ходе бомбардировок Лондона тысячи местных жителей вынуждены были ночевать в метро, служившем бомбоубежищем). Помимо того, что комар подвальный предпочитает кормиться за счет крыс и людей, ему к тому же, чтобы отложить яйца, не обязательно сначала насытиться кровью. И, как и следовало ожидать от обитателя подземных тоннелей с умеренной температурой, подвальный комар предпочитает спариваться в замкнутых пространствах и зимой в спячку не впадает.
Различия в спаривании этих двух видов приводят к сильной репродуктивной изоляции между формами, причем как в дикой природе, так и в лабораторных условиях. Это в сочетании с существенным генетическим расхождением между формами указывает, что оба подвида комара находятся на пути к тому, чтобы превратиться в отдельные виды. В самом деле, некоторые энтомологи уже классифицируют их как отдельные виды: Culus pipiens и Culus molestus. Поскольку строительство лондонского метро началось лишь в 1860-е гг., а многим линиям метро менее сотни лет, это событие в области видообразования, похоже, произошло сравнительно недавно. Однако по некоторым причинам у этой истории есть слабые места. Дело в том, что в Нью-Йорке тоже водится схожая пара видов комаров: один городской надземный, а второй – подземный, в метро. Возможно, обе пары видов, лондонская и нью-йоркская, являются представителями похожей и давно разделившейся пары, обитающей где-то еще, и каждая пара мигрировала в новую среду обитания в Лондоне и в Нью-Йорке соответственно. Чтобы решительно разобраться с этой задачкой, нам нужно достоверное генеалогическое древо этих комаров, основанное на исследовании ДНК, но пока мы им не располагаем.
43
Эту группу некогда называли гоминидами, однако теперь этот термин применяется для всех современных и вымерших человекообразных обезьян, в том числе людей, шимпанзе, горилл, орангутанов и всех их предков.
44
Дополнительный свет на конкурентную природу палеоантропологии проливает тот факт, что заслугу открытия, подготовки и описания сахелантропа разделяет множество людей: под документом, объявляющим об открытии, стоят подписи 38 авторов – и все об одном черепе!
45
См.: http://www.youtube.com/watch?v=V9DIMhKotWU&NR=1. Хорошо видно, что шимпанзе неловко передвигаться на двух ногах.
46
См.: http://www.pbs.org/wgbh/evolution/library/07/1/l_071_03.html. Показаны следы и в какой ситуации они были сделаны.
47
Обратите внимание, что фактически это уже второй раз, когда предки человека мигрировали из Африки, потому что первый – это распространение Homo erectus, человека прямоходящего.
48
Дискуссию о том, как креационисты относятся к палеонтологической летописи человека, см. по ссылке: http://www.talkorigins.org/faqs/homs/compare.html.
49
В отличие от большинства приматов, у самок человека овуляция проходит практически без каких бы то ни было внешних признаков. (Например, у самок бабуинов в период овуляции гениталии разбухают и краснеют.) Существует больше десятка теорий о том, почему развитие самок человека пошло таким образом, что наступление фертильного периода у них оказалось скрыто. Самая известная версия гласит, что такова стратегия самок, позволяющая удерживать возле себя самцов, чтобы те помогали заботиться о потомстве и пропитании. Если мужчина не знает, фертильна ли его жена, и хочет стать отцом, он должен быть поблизости и спариваться с ней почаще.
50
Идея того, что FOXP2 – это «ген языка», возникла на основе наблюдения, согласно которому этот ген чрезвычайно быстро развился в эволюционной ветви человека и что мутантные формы этого гена влияют на способность людей воспроизводить и понимать речь, а сходные мутации у мышей лишают детенышей возможности пищать.
51
На самом деле такая попытка предпринималась по меньшей мере один раз. В 1927 г. Илья Иванович Иванов, эксцентричный русский биолог, увлекавшийся выведением гибридов животных путем искусственного осеменения, использовал этот метод и попытался вывести гибрид человека и шимпанзе (он назвал его «гибридным человеком»). В условиях биостанции во Французской Гвинее биолог оплодотворил трех самок шимпанзе спермой человека. К счастью, самки не забеременели, а дальнейшие планы Иванова по обратному варианту эксперимента расстроились – французское колониальное правительство не одобрило подобный эксперимент.
52
Биологи идентифицировали по меньшей мере два гена, отвечающих за основную часть различий в пигментации между европейскими и африканскими популяциями. Любопытно, что оба гена были обнаружены, потому что влияют на пигментацию рыб.
53
Сходный случай недавно был описан применительно к амилазе-1 – ферменту слюны, который расщепляет крахмал на простые сахара. В популяциях человека, у которых в рационе много крахмала, например у японцев и европейцев, больше копий этого гена, чем в популяциях, которым присущ рацион с низким содержанием крахмала, например у рыбаков или охотников-собирателей в тропических дождевых лесах. В противоположность ферменту лактазе естественный отбор увеличил экспрессию генов, кодирующих амилазу-1, поощряя их дупликацию.
54
Вспомним, что вкус пище сам по себе не присущ: то, какой она кажется тому или иному живому существу, зависит от эволюционно возникшего взаимодействия между вкусовыми рецепторами и нейронами мозга. Почти наверняка можно утверждать, что естественный отбор сформировал наш мозг и вкусовые сосочки так, что сладкие и жирные продукты кажутся нам наиболее вкусными, заставляя хотеть их еще и еще. Возможно, протухшее мясо гиене кажется таким же вкусным, как нам – мороженое.
55
Большинство психологов-эволюционистов верят, что СЭА на самом деле имела место и что за миллионы лет эволюции человека окружающая среда, физическая и социальная, была относительно постоянна. Но, конечно, это совсем не так. В конце концов, в течение 7 млн лет эволюции наши предки жили в разных климатических условиях и в разных культурах, взаимодействовали с разными биологическими видами и в разных типах обществ и распространились по всей планете. Сама идея того, что существала некая «среда предков», на которую можно ссылаться, чтобы объяснить современное поведение человека, – это причудливое интеллектуальное построение, допущение, которое выдвинуто потому, что в конечном итоге в наших силах лишь строить допущения.