Рассказ Нереиды

Рассказ Нереиды

Любое животное, которое перемещается, в смысле преодолевает расстояние от А до B вместо того, чтобы просто сидеть на одном месте и махать своими отростками или качать сквозь себя воду, вероятно, будет нуждаться в специализированном переднем конце. Он, кстати, тоже должен иметь название, так давайте называть его головой. Голова первой наталкивается на новые предметы. Имеет смысл получать пищу тем концом, который сталкивается с ней первым, а также сконцентрировать там органы восприятия – возможно, глаза, некоторые усики, органы вкуса и запаха. Тогда главному сосредоточению нервной ткани – мозгу – лучше всего быть около органов восприятия, в гуще событий в переднем конце, где находится аппарат захвата пищи. Таким образом, мы можем определить головной конец как ведущий, конец со ртом, основными органами восприятия и мозгом, если тот имеется. Другая хорошая идея состоит в том, чтобы выделять отходы где-нибудь около заднего конца, далекого ото рта, избегая повторного поглощения того, что было только что извергнуто. Между прочим, хотя все это имеет смысл, если мы являемся червем, я должен напомнить Вам, что этот довод, очевидно, не применим к радиально-симметричным животным, таким как морская звезда. Я искренне озадачен, почему морская звезда и ее ближайшие родственники уклоняются от этого довода, и это одна из причин, почему я именовал их «марсианами».

Вернемся к нашему первобытному червю. Имея дело с передне-задней асимметрией, как насчет верхне-нижней асимметрии? Почему существует спинная и брюшная сторона? Довод аналогичен, и он относится к морской звезде в той же мере, что и к червям. Сила тяжести является причиной многих неизбежных различий между верхом и низом. Низ там, где морское дно, там, где трение, верх там, откуда приходит солнечный свет, верх – это направление, откуда предметы падают на Вас. Маловероятно, что опасности будут угрожать одинаково снизу и сверху, и в любом случае, эти опасности, вероятно, будут качественно различными. Таким образом, у нашего примитивного червя должна быть специализированная верхняя или «спинная» сторона и специализированная «брюшная» или нижняя сторона, а не просто все равно, какая сторона будет обращена к морскому дну, а какая к небу.

Соедините нашу передне-заднюю асимметрию с нашей верхнее-ниженей асимметрией, и мы автоматически определим левую и правую сторону. Но, в отличие от двух других осей, мы не находим общей причины отличать левую сторону от правой: нет причин, почему они должны быть чем-то, кроме зеркальных отображений. Опасность не будет угрожать с большей вероятностью слева, чем справа, и наоборот. Пища не будет с большей вероятностью обнаружена с левой или с правой стороны, хотя вполне может быть более вероятной выше или ниже. Независимо от того, является ли лучшим направлением левая сторона, нет никакой общей причины ожидать какого-либо ее отличия от правой. Конечности или мышцы, которые не являются лево-правым отражением друг друга, будут давать плачевный результат движения животного по кругу, вместо преследования некоторой цели по прямой.

Пожалуй, показательно, что лучшее исключение, которое я могу себе представить, является вымышленным. Согласно шотландской легенде (вероятно выдуманной для развлечения туристов, и, говорят, многие из них в нее верят), хаггис – дикое животное, живущее в горной местности. У него короткие лапы с одной стороны и длинные с другой, в соответствии с его обыкновением бегать только в одном направлении по крутым склонам высокогорья. Самым симпатичным реальным примером, который я могу представить, является разноглазый бриллиантовый кальмар австралийских вод, левый глаз которого намного больше, чем правый. Он плавает под углом 45 градусов, с большим, телескопическим левым глазом, ищущим пищу вверху, в то время как меньший правый глаз высматривает внизу хищников. Кривоносый зуёк – новозеландский кулик, клюв которого заметно изгибается вправо. Птица использует его, чтобы отбрасывать в сторону гальку и обнаруживать добычу. Поразительное доминирование одной из лап замечено у манящих крабов, имеющих одну очень увеличенную клешню для сражений или, главное, демонстрации своей способности сражаться. Но, вероятно, самая интригующая история асимметрии в животном мире была рассказана мне Сэмом Тёрви (Sam Turvey). Ископаемые трилобиты часто демонстрируют следы укусов, указывающих на то, что они едва избежали хищников. Интересно, что приблизительно 70 процентов этих следов укусов находятся с правой стороны. Или у трилобитов было асимметричное восприятие хищников, как у разноглазого бриллиантового кальмара, или у их хищников было доминирование одной из сторон в их стратегии нападения.

Но это все исключения, упоминаемые из-за их редкости и составляющие разительный контраст с симметричным миром нашего примитивного червя и его потомков. У нашей ползающей модели есть левая и правая сторона, которые являются зеркальными отображениями друг друга. Органы имеют тенденцию возникать попарно, и там, где есть исключения, такие как разноглазый бриллиантовый кальмар, мы замечаем их и объясняем.

Как насчет глаз? Правда ли, что первое двусторонне-симметричное животное имело глаза? Недостаточно сказать, что у всех современных потомков Копредка 26 есть глаза. Недостаточно, потому что различные разновидности глаз очень несхожи: до такой степени, что считалось, что «глаз» был развит независимо больше чем 40 раз различными представителями животного царства (Я обсудил это подробно в «Восхождении на пик Невероятности», в главе, названной «Сорокакратный путь к просвещению», и я вернусь к этому в конце этой книги.). Как мы согласуем это с утверждением, что у Копредка 26 были глаза?

Чтобы дать интуитивный ответ, позвольте мне сначала заметить, что то, что, независимо развилось, как утверждают, 40 раз, было, по сути, не светочувствительностью, а формирующей изображение оптикой. Камерный глаз позвоночных и фасеточный глаз ракообразных развили свою оптику (работающую на совершенно различных принципах) независимо друг от друга. Но оба этих глаза происходят от одного органа общего предка (Копредка 26), который был, вероятно, некоторой разновидностью глаза.

Доказательство является генетическим, и оно убедительно. У плодовой мушки дрозофилы есть ген, названный слепым. Генетики имеют порочную привычку называть гены тем, что получается неправильным, когда они мутируют. Слепой ген обычно отрицает свое название, создавая глаза. Когда он мутирует и не в состоянии оказывать свой нормальный эффект на развитие, у мухи отсутствуют глаза, отсюда и название. Это – нелепо запутывающий обычай. Чтобы избежать этого, я не буду ссылаться на слепой ген, а буду использовать понятное сокращение ey. Ген ey обычно создает глаза, и мы знаем это, потому что, когда он работает неправильно, мухи оказываются слепыми. Теперь история начинает становиться интересной. Есть очень похожий ген у млекопитающих, названных Pax6, также известный как ген маленьких глаз у мышей, и ген аниридии (отсутствия радужной оболочки) у людей (снова назван по отрицательному эффекту своей мутантной формы).

Последовательность ДНК человеческого гена аниридии более подобна гену ey плодовой мушки, чем другим человеческим генам. Они, должно быть, унаследованы от общего предка, который был, конечно, Копредком 26. Снова же, я буду называть его ey. Уолтер Геринг (Walter Gehring) и его коллеги в Швейцарии провели крайне замечательный эксперимент. Они ввели мышиный эквивалент гена ey в эмбрион плодовой мушки, что имело поразительный результат. Введенный в часть эмбриона плодовой мушки, которой было суждено стать ногой, он заставлял потенциально взрослую муху выращивать дополнительный «смещённый» глаз на ноге. Кстати, это был глаз мухи: фасеточный глаз, а не глаз мыши. Я не думаю, что существует какое-либо доказательство, что муха могла им видеть, но у него были несомненные свойства приемлемого фасеточного глаза. Инструкция, данная геном ey, похоже, была такой: «выращивайте здесь глаз такого вида, который Вы обычно выращиваете». Факт, что ген у мышей и мух не только похож, но и вызывает развитие глаз у обоих, является очень убедительным доказательством, что он присутствовал у Копредка 26, и в меру убедительным доказательством, что Копредок 26 мог видеть, пускай даже просто наличие или отсутствие света. Возможно, когда будет исследовано больше генов, тот же аргумент может быть обобщен от глаз до других частей тела. Фактически в некотором смысле, это уже было сделано – мы рассмотрим этот вопрос в «Рассказе Плодовой Мушки».

Мозг, находящийся на переднем конце по причинам, которые мы обсудили, должен установить нервный контакт с остальным телом. У животного в форме червя разумно воплотить это с помощью главного кабеля, основного нервного тяжа, проходящего вдоль тела, вероятно, с боковыми ветвями на определенном расстоянии вдоль тела, чтобы осуществлять местный контроль и получать местную информацию. У двусторонне-симметричного животного, такого как нереида или рыба, нервный тяж должен проходить либо ближе к спинной, либо ближе к брюшной стороне от пищеварительного трактата, и здесь мы находим одно из главных различий между нами, вторичноротыми с одной стороны и первичноротыми, присоединившимися к нам в таком большом количестве, с другой. У нас спинной нервный тяж проходит вдоль спины. У типичного первичноротого, такого как нереида или многоножка, он находится с брюшной стороны от пищеварительного канала.

Если Копредок 26 действительно был неким червем, он, по-видимому, развивал или спинной образец нерва, или брюшной. Я не могу назвать их вторичноротыми и первичноротыми образцами, потому что эти два разделения весьма не совпадают. Кишечнодышащих (которые скорее оттеняют вторичноротых, прибывших с иглокожими к Свиданию 25) трудно интерпретировать, но, по крайней мере, с некоторых точек зрения, у них есть брюшной нервный тяж, как у первичноротых, хотя по другим причинам они отнесены ко вторичноротым. Позвольте мне вместо этого делить животное царство на дорсокордовых (спинной тяж) и вентрикордовых (брюшной тяж). Дорсокордовые – все вторичноротые. Вентрикордовые – главным образом первичноротые, плюс некоторые ранние вторичноротые, возможно включая кишечнодышащих. Иглокожие, с их замечательной реверсией к радиальной симметрии, не вписываются в эту классификацию вообще. Вероятно, вторичноротые, как я сказал, были все еще вентрикордовыми некоторое время спустя после Копредка 26.

Различие между дорсокордовыми и вентрикордовыми распространяется не только на положение главного нерва, проходящего вдоль тела. У дорсокордовых брюшное сердце, тогда как у вентрикордовых – спинное, перекачивающее кровь вдоль главной дорсальной артерии. Эти и другие детали подсказали в 1820 году великому французскому зоологу Жоффруа Сент-Илеру (Geoffroy St Hilaire), что позвоночное животное можно представить как членистоногое или земляного червя, перевернутого вверх тормашками. После Дарвина и после одобрения эволюции зоологи время от времени предполагали, что план тела позвоночного фактически эволюционировал от червеподобного предка, буквально перевернутого вверх тормашками.

Это – теория, которую я хочу здесь поддержать по зрелом размышлении и с некоторыми предостережениями. Альтернатива, состоящая в том, что червеподобный предок постепенно перестраивал свою внутреннюю анатомию, достигнув того же результата, кажется мне менее вероятной, потому что она вовлекла бы большее количество внутренних перестроек. Я полагаю, что изменение в поведении пришло первым – внезапно по эволюционным меркам – и оно сопровождалось огромным множеством последовательных эволюционных изменений. Как это часто бывает, существуют современные аналоги, делающие идею наглядной для нас сегодня. Артемия – один из примеров, и далее мы слушаем ее рассказ.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.