Наука плоского мира IV: Судный день

Пратчетт Терри Дэвид Джон

23 миллиона лет назад вновь потеплело. Антарктика отделилась от Южной Америки, что сильно изменило океанские течения: теперь холодная вода непрерывно омывала континент. Уровень моря понизился, поскольку большие массы воды превратились на полюсах в лед. После увеличения суши и уменьшения площади Мирового океана климат стал более резким, так как температура на суше меняется быстрее, чем в океане. С падением уровня моря обнажились перешейки между континентами, и ранее изолированные экосистемы начали смешиваться. Как раз в это время эволюция некоторых млекопитающих и сделала неожиданный вираж, развернувшись на 180°: они вернулись в моря.

Вначале сухопутные животные вышли из моря, пусть даже отдельные несознательные волшебники

с самыми благими намерениями пытались этому воспрепятствовать. И вот теперь некоторые млекопитающие решили, что в море им будет лучше. Волшебники посчитали эту тактику пораженчеством, трусостью и стремлением вернуться в укрытие. Даже для нас это выглядит как шаг назад и своего рода эволюционный регресс. Действительно, если выход на сушу был столь революционным, зачем же возвращаться? Однако эволюционные игры проходят на постоянно меняющемся поле: океаны были уже не те, что прежде, – в частности, изменилась потенциальная кормовая база. Именно к среднему эоцену относятся самые древние окаменелости китов, например шестидесятифутового (20 м) базилозавра, у которого имелась пара крошечных лапок у основания длинного хвоста. А еще мы находим его предков, которые и впрямь выглядят совсем как небольшие собачки.

Средиземное море оказалось перегороженным, Африка соединилась с Европой, и африканские животные перебрались туда, в том числе слоны и приматы. Эволюционировали лошади и настоящие кошки (например, знаменитые саблезубые тигры). Пять миллионов лет назад уже вполне можно было распознать большую часть современных нам млекопитающих. Климат, кстати, тоже был похож на нынешний.

Наконец пришел черед эволюционировать и людям.

Не считайте, однако, что все было приготовлено специально для нас. Просто наши древние предки наконец могли воспользоваться преимуществами нового мира. Они и воспользовались.

Если составить карту изменений ДНК, можно проследить родословную всех современных млекопитающих, как, впрочем, и других живых существ. Скорость, с которой мутирует ДНК, включая случайные ошибки в генетическом коде, можно сравнить с «молекулярными часами», которые пригодны для датировки того или иного события. Сразу же после открытия этот способ восприняли как бесспорно могущий точно ответить на сложный вопрос о связи между предками определенных животных. Однако теперь стало ясно, что одной точностью тут не обойдешься.

Несмотря на то что сами результаты точны, главной проблемой остается их интерпретация, которая вполне может оказаться противоречивой. Ну, например. С. Блэр Хеджес и Судхир Кумар применили метод «молекулярных часов» к 658 генам 207 видов современных позвоночных: носорогов, слонов, кроликов и так далее. Результаты продемонстрировали, что многие из них существуют уже по крайней мере 100 миллионов лет, то есть застали динозавров, хотя, без сомнения, предками слонов и носорогов были существа куда меньших размеров. Палеонтологические данные подтверждают наличие в ту эпоху млекопитающих, но отнюдь не таких. Молекулярные биологи утверждают, что палеонтологи ошибаются; палеонтологи же уверены, что «молекулярные часы» иногда спешат, а иногда – отстают. Споры пока продолжаются, но лично мы ставим на палеонтологов.

Одним из самых больших сюрпризов ДНК млекопитающих стала ее длина. Наверняка вы думали, что раз такое животное, как млекопитающее, «ужасно сложно устроено», то и его ДНК должна быть длиннее. Подобно тому, как схема сборки реактивного самолета будет не в пример сложнее схемы воздушного змея.

В данном случае это не так. ДНК млекопитающих короче, чем у многих других животных, куда проще устроенных – например, тех же лягушек или тритонов.

У этого парадокса есть веская причина, кроющаяся в различии между

ДНК и схемой сборки. ДНК скорее напоминает рецепт из кулинарной книги, по умолчанию предполагающий, что у вас есть определенное оборудование и специальные инструкции вам просто не нужны. Например, на «кухне» по созданию млекопитающих уже имеется отлично настроенная «духовка», способная обеспечить постоянный нагрев, поэтому множество хитростей, касающихся колебания температуры, просто не упоминаются [72] . В случае «приготовления» лягушек все куда сложнее: температура меняется в зависимости от времени суток и погоды, и все это надо учесть в «рецепте», который таким образом удлиняется. Под «кухней» мы в данном случае имеем в виду условия созревания эмбриона. У лягушки – это целый пруд, а у млекопитающего – только мама.

72

Во множестве кулинарных книг вы можете прочитать: «Вскипятите воду», но ни одна из них не указывает, на какую высоту над уровнем моря надо поднять чайник. А между тем это имеет значение: чем выше поднимешься, тем ниже температура кипения воды.

Млекопитающие, в отличие от рептилий, научились отлично контролировать температуру. И дело здесь не только в том, что они – теплокровные. Главное, не насколько ты сам теплый, а насколько умеешь регулировать свою температуру. Лягушачья ДНК полна генов, ответственных за производство множества различных энзимов и инструкций по их применению: «Если температура опустилась ниже 6 °C, используй энзим А. Если температура между 7 °C и 11 °C – энзим В, а если от 12 °C до 15 °C – энзим С…» В то время как ДНК млекопитающих говорит всего лишь: «Воспользуйся энзимом Х», зная, что контроль за температурой возьмет на себя организм матери. Лягушачья ДНК – это ракета, а ДНК млекопитающих – космический лифт.

Почему так произошло? Возможно, когда развивались самые первые млекопитающие, их ДНК все еще требовались дополнительные инструкции, но после обретения контроля за температурой тела многие участки ДНК оказались избыточными и либо исчезли, либо им было найдено иное применение. С другой стороны, мы и понятия не имеем, как выглядела ДНК первых млекопитающих. Может быть, она была еще короче, а может быть, ДНК современных лягушек и тритонов оказалась длиннее, чем их древних предков. Впрочем, вероятнее всего, млекопитающие просто-напросто избавились от излишних инструкций.

Современная технология использует тот же маневр. Поскольку сегодня станки, производящие потребительские товары, замечательно точны и надежны, то и вещи становятся много проще, чем раньше. Банка для лимонада – это всего лишь свернутый в цилиндр кусок алюминия с прикрепленным сверху плоским кружочком, служащим крышкой, снабженной тонким швом для отрыва язычка, к которому приделано колечко (ну, или как в современных банках – рычажок). Сравните все это с бутылкой: два куска расплавленного стекла, которые надо припаять друг к другу, металлическая крышка и пробка. За простоту банки потребовалось заплатить повышением точности формовки.

Некоторые ученые настаивают, что ДНК определяет абсолютно все строение организма, несмотря на то что это нигде и никак не проявляется. Они утверждают, что способ температурного контроля матери хранится в ее собственном «рецепте» ДНК. Что ж, может, и так, однако и в этом случае ДНК одного организма каким-то образом передалась другому (матери, а не ее потомству). Если в реализации генетической программы требуется участие двух поколений, возникает «прореха», в которую может упасть все что угодно, даже то, что никакого отношения к генетике не имеет. Выше мы уже упоминали несколько таких случаев, в том числе и о роли прионов в размножении дрожжей.