Ознакомительная версия. Доступно 20 страниц из 97
Хотя в наши дни выводы Оуэна звучат нелепо, его наблюдения были выполнены весьма тщательно, и благодаря им он смог разглядеть глубинное сходство между конечностями наземных животных и плавниками рыб. Оуэн признавал также, что не он первый обратил внимание на это сходство. Он писал следующее:
«Конечности», каковыми призвано ограничиться настоящее рассуждение, присущи всем животным, относящимся к ряду позвоночных; это части, называемые «руками» и «ногами» у человека; «передними» и «задними» ногами у зверей; «крыльями» и «ногами» у летучих мышей и птиц; «грудными» и «брюшными плавниками» у рыб. Эта гомология была открыта и принята уже давно…
Далее Оуэн описывает глубинное сходство между такими, внешне различными конечностями, как веслообразный «плавник» дюгоня, передняя лапа крота, крыло летучей мыши, ноги лошади и конечности человека. Оуэн указывает, что внешний вид и функции этих разнообразных конечностей могут разительно отличаться, но при этом говорит: «Нам не стоит удивляться этому: по-другому быть просто не может, ибо любое орудие должно соответствовать своему предназначению». Затем, однако, Оуэн перечисляет различные инструменты и приспособления, изобретенные человеком для перемещений по воде и воздуху, по земле и под землей: «лодки и воздушные шары, паровую машину Стефенсона, горнопроходческие машины Брюнеля», и указывает, что между конструкциями этих приспособлений не было ничего общего. Если бы назначение конечностей животных было единственной движущей силой их создания, утверждал Оуэн, то они были бы гораздо более разнообразными и не имели бы между собой присущего им глубинного сходства.
Оуэн привлекает внимание читателей и к схожести конечностей у одного организма: «Каждый может видеть, что бедро по строению соответствует плечу… голень предплечью, голеностопный сустав лучезапястному, пятипалая стопа похожа на пятипалую кисть…» Кости голени и кости предплечья также на удивление похожи.
Сравнивая между собой разные виды, Оуэн указывает, что одни и те же элементы присутствуют в руке человека и в передней конечности лошади, если не считать того, что у лошади количество пальцев редуцировалось с пяти до одного. Есть сходство между рукой человека и крылом летучей мыши. Теперь мы знаем, что гомология конечностей различных животных отражает глубинную гомологию генетических кодов – в форме консервативных генов Hox. Оуэн разглядел эту глубинную схожесть даже с рыбьими плавниками, увидев гомологию в строении человеческих пальцев и лучей плавников. В последнем утверждении Оуэн, правда, ошибся, кисть и стопа, которыми оканчиваются конечности четвероногих животных, – это новое приобретение, потребовавшее экспрессии новых Hox-генов, а не вариация на тему уже существовавших плавников наших рыбьих предков. Может показаться невероятным одновременное возникновение пальцев на передних и задних конечностях, но есть данные, говорящие о том, что посредством Hox-генов работает один и тот же «переключатель», отвечающий за развитие пальцев рук и ног.
Когда же произошла эта удивительная трансформация? Для ответа на этот вопрос нам придется совершить дальнее путешествие к гренландским скалам и бросить взгляд на ископаемые остатки древних животных, отважно шагнувших на неизведанную до тех пор сушу.
Гренландская сага
В 1987 году палеонтолог Дженни Клэк исследовала окаменелости в Гренландии. Она знала, что именно хотела найти, – ей были нужны окаменелости, относящиеся к периоду 365 миллионов лет назад. В 1930-х шведские палеонтологи нашли в восточной части Гренландии интригующие фрагменты черепа. Новый вид был назван Acanthostega (греч. «шипастая крыша»). В 1971 году геолог, работавший в Восточной Гренландии, вернулся оттуда с несколькими ископаемыми фрагментами, которые, как выяснилось, тоже принадлежали акантостеге. Дженни Клэк отправилась в Гренландию в составе совместной датско-британской экспедиции, надеясь больше узнать об этом животном. И ученым это удалось. На этот раз были найдены не только черепа, но и несколько почти целых скелетов этого животного.
Это существо очень важно для науки, потому что представляет разительный пример переходной формы от рыбы к первому наземному позвоночному. Акантостега имеет две трети из сорока одного признака, определяющего четвероногое животное, но в остальном очень похожа на рыбу.
С виду это было довольно странное и причудливое создание. На мой взгляд, акантостега похожа на гигантского тритона. В длину это животное достигало одного метра, голова имела уплощенную форму. Необычно выглядело и соединение головы с шеей. Голова, видимо, держалась на продолжении хорды. Такое соединение сейчас можно наблюдать лишь у некоторых рыб и у эмбрионов позвоночных животных. У всех нынешних четвероногих, включая и нас с вами, череп непосредственно сочленяется с позвоночником. Костные структуры, окружающие глотку, убедительно свидетельствуют о том, что у акантостеги имелись жабры. Так же как у рыб, и в отличие от большинства наземных позвоночных тела и дуги позвонков акантостеги были одинаковыми по всей длине позвоночного столба. Однако, несмотря на наличие стольких рыбьих признаков, у акантостеги были и настоящие конечности с пальцами. Причем пальцев было много.
У нынешних четвероногих животных пальцев на конечностях пять или меньше. Поэтому разумно предполагать, что все мы произошли от пятипалого предка.
(Это интересно само по себе, потому что, рассматривая животное с пятью пальцами, мы называем этот признак примитивным, исходным, а если число пальцев меньше пяти, то считаем этот признак производным, вторичным. Давайте разберемся, что это означает. Вероятно, вы думаете, что принадлежите к весьма развитому биологическому виду, но так ли это? В том, что касается пальцев рук и ног, в этом отношении мы на самом деле весьма примитивны. Лошадь, у которой по одному пальцу на каждой конечности (характерно, что это средний палец, digitus impudicus [бесстыдный палец], – получается, что лошадь постоянно его нам показывает), обладает уже не примитивным, а производным признаком. В этом отношении мы с вами являемся безнадежно примитивными созданиями. Надеюсь, я никого не оскорбила, но я также от души уповаю на то, что это отступление убедит вас, что слова «примитивный» и «производный», являясь полезными терминами для реконструкции древа жизни, не несут никакой оценочной нагрузки. Производный признак сам по себе ничем не лучше примитивного.)
Палеонтологи были сильно удивлены, когда обнаружили у акантостеги по восемь пальцев на каждой передней конечности. Дело в том, что в одном скелете превосходно сохранилась передняя конечность. Задняя конечность сохранилась хуже, но похоже, что и на стопе у этого раннего четвероногого тоже было не меньше восьми пальцев.
Передняя конечность оказалась примечательной и в ином отношении, так как выяснилось, что у этого животного отсутствовали запястья, а это означало, что его конечности не могли выдерживать нагрузки. Ученых постигло разочарование: собственно, зачем нужны в таком случае конечности, если они не дают возможности, выйдя из воды, передвигаться по суше? Акантостега заставила ученых задуматься и прийти к выводу о том, что самые ранние конечности не были предназначены для ходьбы, они позволяли лишь ползать и грести в воде. Это еще одно напоминание нам о том, что эволюция весьма изобретательно использует для выполнения новых функций имеющиеся в ее распоряжении части тела.
Ознакомительная версия. Доступно 20 страниц из 97
