Эволюция для всех, или Путь кентавра - Гангнус Александр Александрович (читать книгу онлайн бесплатно без TXT) 📗
Как только позволили обстоятельства и средства (очень скудные, Ковалевский был беден), молодой биолог выехал в Неаполь на лазурные берега воспетого поэтами залива, где принялся пристально изучать ставшего потом знаменитым ланцетника, «эту замечательную рыбку», как писал поначалу сам Ковалевский и как тогда все считали. Но дело как раз оказалось в том, что ланцетник рыбой-то и не был… Он близкий родич далекого предка не только рыб, но и вообще всех позвоночных животных.
Ланцетники есть и в нашем Черном море. Может быть, ты когда-нибудь их увидишь — я не видел, хотя много нырял, разглядывая всякую живность, и на Кавказском и на Крымском берегу. Это безглазое, безмозглое (головы нет!), «бессердечное» полупрозрачное существо и правда внешне напоминает маленькую, с мизинец, рыбку. Ланцетник живет в песке на дне, прячась от врагов, питаясь, чем придется, что попадет съедобного в ил. Удивительно, что этот самый солидный кандидат в наши предки дожил до наших дней только потому, видно, что конкурентов в такой малозаметной жизни у ланцетника и нет почти, а врагам долго и утомительно его в песке разыскивать. У ланцетника нет скелета. Но у него есть спинная опора, хорда! Это гибкая струна с нервной трубкой вдоль. И этому простому приспособлению, позволяющему животному более свободно владеть своим телом, суждено было сделать «наш» тип животных властелинами моря, суши и воздуха.
Удивительны и поучительны у ланцетника первые часы жизни. Как устройство и принцип работы самолета легче понять на простой модели из дощечек и папиросной бумаги, нежели в кресле лайнера Москва — Душанбе, так и происхождение и первые часы развития зародыша позвоночных легче всего изучить на примитивной, но понятной «модели» — на развитии яйца и зародыша ланцетника.
Яйца-икринки ланцетника очень просты — в них мало желтка, питающего вещества, и поэтому, чтобы пропитать себя, личинка ланцетника, как писал Ковалевский, «должна сейчас же отправиться на работу». Личинка начинает питаться, плавать, вести самостоятельную жизнь, еще не став настоящим хордовым позвоночным животным! Она очень похожа на беспозвоночных. Эмбриология навела мостик между позвоночными и беспозвоночными, разделенными, как прежде думали, неодолимой пропастью.
Снова подтвердилось удивительное правило, подмеченное еще натурфилософами, подтвержденное великим эмбриологом Карлом Бэром и по-новому понятое Дарвином. Зародыши разных животных на самых первых порах своего развития очень похожи друг на друга и на самых первых своих давних эволюционных предков, на более поздних стадиях они уже меньше схожи между собой и напоминают своим строением более недавних предков и т. д.
Правило было простое, оно обещало легкую и быструю разгадку всяких тайн эволюции. Ведь далеко не все звенья в цепи предков удается раскопать палеонтологам — охотникам за древними костями. И вот, основываясь в большой степени на исследованиях Ковалевского и других эмбриологов, один из последователей Дарвина немецкий естествоиспытатель Э. Геккель поспешил провозгласить «основной биогенетический закон»: Онтогенез (индивидуальное развитие организма) является повторением филогенеза (эволюционного развития вида).
Многие ученые с радостью приняли новый закон. Ведь когда есть закон, легче разобраться в массе фактов и можно идти дальше. Но и в XIX веке и в наше время «закон» Геккеля никак не мог и не может занять такого положения в науке, как, например, законы Ньютона.
Всего через два года после знаменитой статьи о ланцетнике Ковалевский опубликовал новые свои работы. «Ему, — писал друг и единомышленник Ковалевского знаменитый биолог И. И. Мечников, — было недостаточно открытия, что позвоночные и беспозвоночные связаны непрерывным звеном в виде блуждающей посредством ресничек личинки ланцетника. Ему хотелось ближе определить, с какой именно группой беспозвоночных находится в ближайшем родстве эта поразительная личинка. Со свойственной ему энергией и настойчивостью Ковалевский разрабатывает историю развития целого ряда низших животных».
Ковалевский занялся баляноглоссом. Баляноглосс был похож на роющегося в морском дне червяка, но в строении его жабр Ковалевский обнаружил черты, сближающие это животное с хордовыми. Это и был родич хордовых среди беспозвоночных. Позднее интуиция Ковалевского была еще раз блестяще подтверждена — в переднем конце тела этого «червяка», нашего прапрадядюшки, нашли небольшой отрезок гибкого хрящика, очень похожего на хорду.
Однако Ковалевскому никак не удавалось подсмотреть, как развивается баляноглосс, не удавалось найти его личинку. Только в 1870 году ее нашел Мечников. Это была торнария — давно уже известная ученым личинка, как они думали, какой-то морской звезды. Недаром получилась эта путаница — торнария ничем не отличается от настоящих личинок иглокожих: морских звезд, морских ежей и многих прочих замечательных животных моря, входящих вместе с нашим типом хордовых в огромное сообщество вторичноротых животных. Так окончательно была подтверждена мысль Ковалевского, что ближайшие родственники хордовых среди беспозвоночных — это совсем на нас непохожие иглокожие, они вроде двоюродных братьев позвоночных животных. Трудно представить себе общего предка, от которого произошли и морские звезды и человек, страшно давно он жил, и ничего, может быть, от него не осталось в каменной летописи Земли, но он был, и ученые, наверное, со временем реконструируют его возможный образ.
Так, глядя в микроскоп, эмбриологи строили систему родства живого мира и заглядывали в далекое прошлое Земли. Получалось…
1. Чуть больше или чуть меньше миллиарда лет назад часть морских животных стала в ходе своего развития испытывать странное превращение: там, где у них прежде был рот, формировался задний конец тела, служащий для выброса пищевых отходов, а где был задний конец, прорывался новый рот.
Почему этот переход ко вторичноротости оказался эволюционно столь выгодным? С нашей теперешней точки зрения, вроде бы не было такой причины. Но для общего предка иглокожих и хордовых дело могло обстоять иначе. Он, как и многие морские животные, часть своей жизни проводил, плавая в поисках удобной «стоянки».
Найдя такую стоянку, он должен был прикрепиться и жить «привязанный» неподвижно всю остальную жизнь наподобие современных актиний и асцидий.
Прикреплялся он передним концом тела, может быть, с помощью специальных щупальцев. И… тем самым закрывал себе рот. Для дальнейшей, неподвижной жизни надо было проращивать новый рот… У общего предка иглокожих и хордовых, возможно, ели оба рта — только в разные периоды жизни. (Оговорюсь, здесь изложена лишь одна гипотеза образования «вторичноротости» — гипотез этих много.)
Так или иначе, прошло время, потомки перестали прикрепляться, и этот момент индивидуального превращения быстро сдвинулся под действием естественного отбора на ранние стадии зародышевого развития. Первичный рот уже «не ел» — у иглокожих он служит для удаления непереваренной пищи. А у позвоночных, появляясь ненадолго, напоминает нам о пройденном нашими предками пути.
2. Можно примерно так же попробовать реконструировать появление у какого-нибудь вторичноротого предка этап перехода к «хордовости». Вот неизвестно, в связи с какими особенностями жизни у какого-то нашего предка к взрослому его состоянию появилась маленькая хрящеватая струнка нотохорд (как у баляноглосса). Нотохорд, укрепляя удлиненное тело, оказался выгодным, и вот он растет с чередой поколений и появляется все раньше в индивидуальном развитии организма, пока дохордовая стадия в развитии зародыша лягушки или коровы не окажется просто напоминанием о древних, но бывших в действительности событиях.
Если бы все было так, то прошлое действительно буквально записано в нас самих.
Но…
«Но это его не удовлетворяет, — пишет Мечников о Ковалевском. — Подметив, что прозрачные зародыши асцидий (оригинальных морских животных, прикрепленных к подводным предметам и с виду ничуть не похожих ни на одно из позвоночных) представляют стадии, напоминающие зародышей ланцетника, Ковалевский делает усилия для того, чтобы исследовать подробно эту тему. Но подходящий для этого вид асцидий довольно редок в Неаполе. Тогда Александр Онуфриевич переезжает на остров Искию (километрах в 25 от Неаполя), где с помощью местных рыбаков добывает нужное ему животное в большом количестве и достаточно свежем виде. Тотчас же он устраивает свою маленькую подвижную лабораторию (он и в
