Рассказ Розогуба

Рассказ Розогуба

Живое ископаемое – это животное, которое, будучи столь же живым, как Вы или я, сильно напоминает своих древних предков. Должно произойти не так много эволюционных изменений, чтобы, в конечном счете, привести к живому ископаемому. Одним из случайных, бессмысленных фактов является то, что все четыре самых известных живых ископаемых начинаются с буквы L: Lungfish (розогуб), Limulus (мечехвост), Latimeria (целакант) и Lingula (лингула). Хотя анатомия и, по-видимому, образы жизни этих живых ископаемых изменились довольно слабо, тексты их ДНК не прекращали развиваться. Мы, кузены розогуба, чрезвычайно изменились в течение сотен миллионов лет с тех пор, как ответвились. Но хотя тела розогубов застоялись в течение этого времени, Вы не могли бы предположить этого, глядя на скорость развития их ДНК.

Лучеперые рыбы (знакомые рыбы, такие как форель или окунь) в это время произвели удивительное разнообразие форм. Также, еще более знакомые, появились тетраподы – мы прославляли лопастеперую рыбу, которая перебралась на сушу. Тела самих лопастеперых развивались чрезвычайно медленно. Однако в то же время – вот вопрос, который явился причиной этого рассказа – их генетические молекулы, похоже, не придерживались такого же медленного темпа. Если бы они изменялись с той же скоростью, то последовательности ДНК розогубов и целакантов были бы намного более схожими друг с другом (и, по-видимому, с древними предками), чем с нами и с лучеперыми рыбами. Однако это не так.

Мы знаем благодаря окаменелостям приблизительное время предковых расколов между розогубом, целакантом, нами и лучеперой рыбой. Первый раскол, приблизительно 440 миллионов лет назад, произошел между лучеперой рыбой и всеми остальными. Следующими, кто откололся, были целаканты, приблизительно 425 миллионов лет назад. Они оставили розогуба с остальными. Еще приблизительно 5 или 10 миллионов лет спустя откололся розогуб, покинув нас, теперь названных тетраподами, чтобы идти своим собственным эволюционным путем. В конце концов, все три этих раскола произошли почти в одно и то же время, гораздо меньшее по сравнению с тем долгим временем, в течение которого затем развивались все четыре линии.

[Графика удалена]

КОПРЕДОК 18. Наземные позвоночные развились от лопастеперых рыб, таких как те, что реконструированы здесь. Название происходит от заметных лопастей на всех плавниках, кроме спинного плавника и гетероцеркального (асимметричного) хвоста.

Эволюционное дерево различных видов из анализа максимальных вероятностей ДНК (см. «Рассказ Гиббона»). Адаптировано от одного из нескольких деревьев, соединенных Сардойя и Мейером (Zardoya and Meyer)[324].

Работая над различными проблемами, Рафаэль Сардойя из Испании и Алекс Мейер из Германии получили эволюционное дерево для ДНК различных видов. Длина каждой ветви искажена, чтобы отразить вдоль нее количество эволюционных изменений в митохондриальной ДНК.

Если бы ДНК эволюционировала с постоянной скоростью, независимо от вида, то мы ожидали бы, что все ветви, оканчиваясь, выстроятся в линию по правому краю. Но это явно не так. Ни одна из них не создает организмы, доказывающие, что у наименее морфологически измененных – самые короткие ветви. ДНК, похоже, эволюционировали с приблизительно одинаковой скоростью, как в розогубе и целаканте, так и в лучеперой рыбе. Позвоночные животные, которые колонизировали сушу, претерпели более высокую скорость эволюции ДНК, но даже это, очевидно, не связано с морфологическим изменением. Победитель и второй призер этой молекулярной конкуренции – утконос и аллигатор, ни один из них не развивался морфологически с такой скоростью, как, скажем, голубой кит или (не могу сдержать тщеславия) мы.

Диаграмма иллюстрирует важный факт. Скорость развития ДНК не всегда постоянна, но при этом, ни одна из них, очевидно, не коррелирует с морфологическими изменениями. Данное дерево – только один пример. Линделл Бромхэм (Lindell Bromham) из университета Сассекса и ее коллеги сравнили эволюционные деревья, основанные на морфологических изменениях, с эквивалентными деревьями, основанными на изменениях ДНК. И то, что они нашли, подтверждает сообщение «Рассказа Розогуба». Общая скорость генетического изменения не зависит от морфологической эволюции (В более раннем исследовании был получен другой результат. Но Бромхэм и ее коллеги убедительно показали, что предыдущее исследование было не в состоянии учесть независимость данных – проблему многократного подсчета, которую мы встретили в «Рассказе Тюленя».). Нельзя сказать, что она постоянна – это было бы слишком хорошо, чтобы быть правдой. У определенных линий, таких как грызуны и черви нематоды, кажется, есть довольно высокая общая скорость молекулярной эволюции по сравнению с ближайшими родственниками, а у других, таких как книдарии, скорость намного ниже, чем у родственных линий.

«Рассказ Розогуба» вселяет надежду, которую несколько лет назад ни один зоолог не смел бы лелеять. С должными предосторожностями в отношении выбора генов и благодаря доступным методам корректировки для линий, которые показывают непостоянные скорости эволюции, мы должны быть способны проставить время в миллионах лет, отделения любых видов от любых других. Эту светлую надежду называют «молекулярными часами», и эта техника ответственна за большинство указанных дат для наших пунктов свиданий в этой книге. Принцип молекулярных часов и дискуссии, которые все еще не утихают вокруг него, будут объяснены в эпилоге к «Рассказу Бархатного Червя».