Мистериите на еволюцията: Древни животни, които не са измрели

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

Еволюцията на живота на Земята съдържа много мистерии. Един от тях са еволюционните скокове, по време на които за кратко време по палеонтологични стандарти се появяват нови групи живи същества или нови знаци, които коренно променят „структурата“на организма. Пример за това е произходът на птиците от динозаврите.

Но има примери за обратното свойство: еволюцията сякаш е спряла за стотици милиони години.

Феноменът "живи вкаменелости" остава един от най-противоречивите в съвременната биологична наука и се натрупа огромно количество теми и материал за дискусия. Знаем една от хрестоматийните истории от училище: до края на 30-те години на 20-ти век надразредът на кръстосаните риби се смяташе за изчезнал през периода Креда.

Въпреки това през 1938 г. от Индийския океан от 70 м дълбочина е извадено невероятно същество, наречено по-късно целакант. Оказа се, че рибите, в чиито перки има мускулести лобове, са оцелели до съвременната ера. Особено силен интерес към находката беше предизвикан от факта, че науката смяташе рибите с кръстосани перки за преходна форма от риба към земноводни, а „мускулните“перки се възприемаха като стъпка към лапите, с които можете да се движите по сушата.

Освен това кръстосаните перки, както се оказа, имаха близък общ прародител с рибите от надразред белодробни дишащи - тоест те могат да дишат както кислород, разтворен във вода, така и атмосферен въздух. Този клон остави потомци в съвременната фауна под формата на рогозъби риби - и те също могат да се считат за вид живи вкаменелости, тъй като останалите многобройни представители на надразреда съществуват само в геоложката хроника.

Така живите същества обикновено се наричат живи вкаменелости, които или морфологично почти не се различават от известните древни животни (растения, бактерии), или са наследили някои архаични черти от далечни предци.

Какво стана с часовника?

Съществуването на такива "двойни двойки", обединяващи жителите на древната Земя и нашите съвременници, се превърна в един от трудните въпроси на еволюционната теория. В крайна сметка еволюцията, според съвременните концепции, се основава на един вид биологичен часовник. В дълги времеви мащаби геномите трябва да натрупват сравним брой мутации. И ако някои същества са останали практически непроменени в продължение на стотици милиони години, тогава техният „часовник“е спрял.

Феноменът "живи вкаменелости" беше захванат от креационисти, които отричат еволюционните механизми, идентифицирани от науката. Нека в продължение на стотици милиони години генетичните мутации и естествения подбор са превърнали някои клонове на динозаврите в орли и синигери, но защо тези обективни природни закони оставиха кръстосаните перки, макар и относителни, но непроменени?

Сякаш в отговор на този вид разсъждения много биолози днес са склонни да смятат като цяло терминът „живи вкаменелости“(впрочем, връщайки се към самия Дарвин) за неправилен. И защото няма ясна дефиниция, и защото неточно обозначава същността на явлението. В крайна сметка не става дума за спиране на еволюцията. Съвсем наскоро беше публикувано проучване, изготвено от учени от университета в Мичиган, върху есетровите риби, които живеят в Големите американски езера.

Тази риба, която има доста архаичен вид, се смяташе за един от кандидатите за живи вкаменелости - есетровите риби съществуват на нашата планета от около 100 милиона години. Въпреки това, както успяхме да разберем, жителите на Големите езера през цялата история са демонстрирали колосални темпове на еволюционни промени - като запазват основните морфологични характеристики, те непрекъснато се променят по размер. Големите езера са били дом както на джуджета, така и на гигантски риби, както и на есетра с много междинни размери.

Подводният кораб "Наутилус" - обитател на дълбините на Тихия и Индийския океан - е един от най-зрелищните представители на "живите вкаменелости". Принадлежи към Nautiloidea - надразред главоногите, чиито вкаменелости са известни още от Камбрия (преди 500 милиона години). За разлика от други главоноги като октоподи или калмари, наутилусите са запазили черупките си с удивителна красота в продължение на половин милиард години. От цялото разнообразие от наутилоиди са останали само няколко вида.

Същите изводи направи съвременната наука за класическите примери за "живи вкаменелости" - същият целакант. Патрик Лауренти, еволюционен биолог от Френската национална научна фондация CNRS, беше един от тези, които установиха, че има забележими анатомични разлики в размера, в структурата на черепа, гръбначния стълб и други морфологични елементи между целакантите - представители на рибите от Креда - и съвременни целиканти. И най-важното е, че скоростта на промяна в генома е сравнима с промените в ДНК на същества, които са претърпели радикални метаморфози в хода на еволюцията.

Щитовете - малки сладководни ракообразни от подразред Нотострака - за първи път се появяват на Земята преди около 265 милиона години и оттогава са запазили външния си вид непроменен. И тук обаче предположението за спряна еволюция не работи. Изследователи от университета на британския град Хъл са секвенирали няколко гена от ДНК на около 270 индивида от живите щитове.

В резултат на тази работа се оказа, че днес щитовете образуват не 11, както се смяташе преди, а 38 отделни вида и тези видове принадлежат към два различни клона, които са били разделени през юрския период - преди около 184 милиона години. В същото време активното видообразуване и съответните промени в генома се случват редовно, без да се засяга основната морфология.

Зеленият континент се превърна в мястото на Земята, където най-необичайните групи бозайници са еволюирали в изолация за дълго време.

Тихо място и фина настройка

Но ако еволюцията редовно въвежда, макар и не веднага забележими, но постоянни конструктивни промени, защо възниква феноменът „живи вкаменелости“? За да илюстрираме този механизъм, нека се обърнем към човешката история. Големи миграции като Великото преселение на народите, образуването на държави и империи, разпространението на световните религии - всичко това доведе до смесване на етнически групи и постоянна промяна в начина на живот на хората от поколение на поколение.

Но има случаи, когато в резултат на макропроцеси някое отделно племе се озовава на отдалечен остров, или в дълбините на джунглата, или в други условия, които водят до изолирано съществуване, но не допринасят значително за развитие на цивилизацията. И докато някъде се прокарваха железопътни линии, строеха се съвременни градове, летяха самолети в небето, изолираното племе продължаваше да живее както са живели неговите предци, може би преди хиляди години.

Приблизително същото нещо, само в различни времеви мащаби, се е случило в историята на дивата природа. Предците на повечето „живи вкаменелости“са принадлежали в далечното минало към много по-обширни сродни групи същества. Тези многобройни роднини в миналото, попаднали под брадвата на естествения подбор, или се адаптираха към променените условия, постепенно се трансформирайки до неузнаваемост, или изчезнаха, превръщайки се в задънени клони.

И само малка част от групата, по волята на обстоятелствата, стана палеоендемична. Тя се озова в условия, които, първо, практически не се променят в течение на милиони години и следователно не изискват радикална адаптация, и второ, те изолират това население от естествените врагове. В тези еволюционни лаборатории генетичният часовник минаваше със същата скорост, но естественият подбор нямаше друг избор, освен да прецизира веднъж установената морфология.

Библия и рокендрол

Няколко други палеонтологични явления са тясно свързани с феномена "живи вкаменелости". „Ефектът на Лазар“е кръстен на библейски герой, възкресен от Христос. Говорим за видове, които веднъж записани във вкаменелостите, след това сякаш изчезват за дълго време и след това се появяват („възкръсват“) отново.

Най-често това се дължи просто на липсата на палеонтологични данни: в края на краищата образуването на вкаменелости не е толкова норма, колкото рядък случай и ако за дадена ера не са открити останките на някое създание, това не е означава, че не беше. Може би просто не е имал късмет да остави следи във вкаменелостите или тези отпечатъци все още не са открити. Ефектът на Лазар включва и редки случаи, когато животно, считано за изчезнало, внезапно се появява сред живите.

Загадката на дълбините

Latimeria, поради изключително "праисторическия" си вид, отдавна се смята за класически пример за "жива вкаменелост". С течение на времето обаче бяха установени значителни разлики между този жител на Индийския океан и древните целиканти. По-специално, някои от метаболитните характеристики показват, че изкопаемите роднини на целаканта са живели в сладководни тела, където вероятно мускулестите перки им помагат да се движат, разчитайки на дъното на плитката вода. В допълнение, съвременният целакант е по-голям от древните риби с кръстосани перки.

Класически пример за таксона на Лазар е нелетящата птица такахе на Южния остров на Нова Зеландия. Останките на птицата са открити в средата на 19 век и въпреки че видът й не е особено древен, в продължение на 100 години такахе се смята за напълно изчезнал. Но възкресението все пак последва. Приблизително същата съдба сполетя и пекачите Чак, вълнесто прасе, жител на Южна Америка. През 1930 г. костите му са открити и все още не са вкаменени, което показва сравнително скорошно изчезване на вида. И само 45 години по-късно се оказа, че няма изчезване - просто животното се е скрило добре от любопитни очи.

„Ефектът на Елвис“също свидетелства за своеобразна научна заблуда. Както знаете, след преждевременната смърт на краля на рокендрола имаше много хора, които видяха Елвис жив в различни части на Америка и света. По същия начин същества с много сходни морфологични характеристики, разделени от големи интервали от време, понякога се бъркаха със същите биологични видове, оцелели през епохи. Типичен пример идва от света на морските безгръбначни, известни като брахиоподи или брахиоподи.

Вид брахиопод, наречен Rhaetina gregaria, е регистриран във вкаменелостите от късния триас. Триасът, преди около 200 милиона години, е последван от събитие, известно като триасско (или триасско-юрско) изчезване, което доведе до изчезването на много видове безгръбначни.

Въпреки това, вкаменелостите, датиращи от юрския период, също съдържат останки от същество, много подобно на Rhaetina gregaria. Независимо от това, по-нататъшни изследвания показват, че юрският брахиопод е същият "възкръснал Елвис", тоест същество, което не е потомък на триаската плешка, а представител на друг клон, придобил прилики в резултат на конвергентна еволюция - явление, което даде крила на птици и прилепи, които нямат близки отношения.

Списъкът на съществата, които са оцелели, сякаш непроменени, цели геоложки епохи, е обширен и включва бозайници, риби, птици, мекотели, както и растения и бактерии. Но, както показват данните на науката, нито едно от тези същества не може да бъде доказателство за „спиране на еволюцията“. Просто не винаги знаем нейния път.