Величайшее шоу на Земле: свидетельства эволюции.
Шрифт:
У них та же эмбриология, что и у крыльев, и, хотя они крошечные, если на них тщательно посмотреть, особенно в период развития, можно увидеть, что они — недоразвитые крылья и явно модифицированы — если Вы не являетесь отрицателем эволюции — из их предковых крыльев.
Как свидетельство той же истории, существуют мутантные плодовые мушки, так называемые гомеотические мутанты, чья эмбриология аномальна, которые выращивают не жужжальца, а вторую пару крыльев, как у пчел или любого другого вида насекомых.
Жужжальца
На что могли быть похожи промежуточные стадии между крыльями и жужжальцами, и почему естественный отбор благоприятствовал промежуточным формам? Какова польза от половины жужжальца?
Дж. У.С.Прингл, мой старый Оксфордский профессор, чье непривлекательное выражение лица и неуклюжее поведение принесло ему прозвище «Смеющийся Джон», главным образом отвественнен за раскрытие того, как работают жужжальца.
Он указал, что в основании всех крыльев насекомых есть крошечные органы восприятия, распознающие скручивание и другие силы.
Органы восприятия у основания жужжалец очень похожи — другая часть свидетельства, что жужжальца являются модифицированными крыльями.
Задолго до того, как эволюционировали жужжальца, информация, текущая в нервную систему от органов восприятия в их основании, приспособила быстро снующие крылья действовать в качестве рудиментарных гироскопов.
То, насколько любой летательный аппарат по природе неустойчив, должно компенсироваться сложными приборами, например гироскопами.
Весь вопрос эволюции устойчивых и неустойчивых летунов очень интересен.
Посмотрите на этих двух птерозавров, вымерших летающих рептилий, современников динозавров.
Любой аэроинженер мог бы сказать Вам, что рамфоринх, древний птерозавр на рисунке сверху, должно быть, был устойчивым летуном, из-за своего длинного хвоста с ракеткой для пинг-понга на конце.
Рамфоринх не нуждался в сложном гироскопическом контроле, таком как у мух с их жужжальцами, потому что его хвост делал его устойчивым по своей сути.
С другой стороны, как мог бы сказать тот же инженер, он не был очень маневренным.
В любом летательном аппарате существует оптимальное соотношение между стабильностью и маневренностью.
Великий Джон Мейнард Смит, работавший проектировщиком самолетов, прежде чем возвратиться в университет давать лекции по зоологии (на том основании, что самолеты были шумными и старомодными), указывал, что летающие животные могут перемещаться в течение эволюционного времени назад и вперед вдоль спектра своих оптимальных соотношений, иногда теряя врожденную стабильность в интересах увеличения маневренности, но платя за это увеличением вычислительных и измерительных мощностей — мощностью мозга.
На нижнем рисунке на предыдущей странице представлена анхангера, поздний
У анхангеры вообще почти не было хвоста, как у современной летучей мыши.
Подобно летучей мыши, это, конечно, был неустойчивый летательный аппарат, зависящий от измерительного и вычислительного оборудования, чтобы осуществлять утонченный, постоянный контроль над его несущими поверхностями.
Rhamphorhynchus (вверху) и Anhanguera (внизу)
У анхангеры, конечно, не было жужжалец.
Она должна была использовать другие органы чувств, чтобы предоставлять аналогичную информацию, вероятно, полукружные каналы внутреннего уха.
Они действительно были очень большими у этих рассмотренных птерозавров — хотя, немного неутешительно для гипотезы Мейнарда Смита, они были большими и у рамфоринха, и у анхангеры.
Но, возвращаясь к мухам, Прингл предполагает, что у четырехкрылых предков мух, вероятно, были длинные брюшки, что делало их устойчивыми.
Все четыре крыла действовали как рудиментарные гироскопы.
Затем, полагает он, предки мух начали двигаться вдоль диапазона стабильности, становясь более маневренными и менее устойчивыми, поскольку брюшко стало короче.
Задние крылья начали изменяться больше в сторону гироскопической функции (которую они всегда выполняли, скромно, в качестве крыльев), становясь меньшими и более тяжелыми для своего размера, в то время как передние крылья увеличились, чтобы взять на себя больше функции полета.
Существовал плавный континуум изменений по мере того, как передние крылья все больше брали на себя бремя авиации, тогда как задние крылья съеживались, перенимая функции авионики.
Рабочие муравьи утратили свои крылья, но не способность выращивать крылья.
Их крылатая история все еще скрывается внутри них.
Мы знаем это, потому что у муравьиной матки (и у самцов) есть крылья, а рабочие являются самками, которые могут быть матками, но которые, по экологическим, не генетическим, причинам не смогли ими стать.
По-видимому, рабочие муравьи потеряли свои крылья в ходе эволюции, потому что они являются помехой и мешают при подземном образе жизни.
Горькое свидетельство этого предоставляют муравьиные королевы, которые используют свои крылья лишь однажды, чтобы вылететь из родного гнезда, найти самца, а затем приступить к рытью норы для нового гнезда.
Когда они начинают свою новую подземную жизнь, первое, что они делают, это теряют свои крылья, в некоторых случаях буквально откусывая их: болезненное (возможно; кто знает?) свидетельство того, что крылья под землей являются помехой.