Новости

30.11.2020 17:59
Рубрика: Общество

Очень странные дела эволюции

Текст: Журнал "Кот Шрёдингера" (Никита Лавренов, Василина Гедзун)
Взгляните в зеркало. Два фронтально посаженных глаза пусть и сужают угол обзора, но позволяют оценивать расстояние и чутко воспринимать глубину пространства. А какие брови! Они не дают поту со лба залить эти чудесные глаза, если вы вдруг полчаса гоните антилопу в засаду. Вы идеал! Каждая деталь вашего лица вылеплена эволюцией и максимально оптимизирована. Не пользуетесь мышцами, двигающими уши, - атрофирована. Нужно тонко вокализировать? Ваши голосовые связки снабжены мириадами нервных окончаний. Как и пальцы рук. Но вся эта красота получилась примерно случайно: полезное в хозяйстве отбор поддерживал, а мешающее жить - отметал. Но что-то во всех нас реализовано по принципу пьяного сантехника "работает - и ладно". А иногда в угоду адаптивности отбор создавал несколько сумасшедшие конструкции. В этом материале мы собрали странные с точки зрения человеческой логики эволюционные решения.
 Фото: iStock  Фото: iStock
Фото: iStock

Петляющий нерв

Та самая пара мозговых нервов, что отвечает за передачу сигналов к гортани, включая филигранные голосовые связки, на самом деле отнюдь не шедевр эволюции. Эти нервы зовутся языкоглоточными. Появились они впервые у рыб и иннервировали у них жабры. И тогда же проложили себе путь под дугой аорты - главной артерии, отходящей от сердца. От нее до жабр недалеко. Прошли сотни миллионов лет, появились организмы без жабр, нерв сменил специализацию, перешел по наследству всем млекопитающим, включая нас. И до сих пор по старой памяти проходит под дугой аорты. Выходит из головного мозга, идет по направлению к сердцу, делает крюк под аортой и возвращается в гортань. Не оптимально. А представьте, какой крюк языкоглоточные нервы делают, например, у жирафов.

Опасные роды

О тех же самых жирафах эволюция проявила еще более парадоксальную заботу. В силу особенностей анатомии большинство копытных рожают стоя, и жирафы не исключение. Только их новорожденным приходится лететь из матки на землю метра полтора. Если самка нашла не самое подходящее место для родов, детеныш может расшибиться. Но в саванне, если рядом нет хищников, как правило, все проходит гладко. Через полчаса после появления на свет телята уже встают на ноги. А чтобы эти полчаса были безопасными, эволюция снабдила их чуть более темной окраской, нежели взрослых особей. Так они лучше сливаются со средой. После полета.

Безотцовщина

Падающий из матки детеныш жирафа - продукт полового размножения. Как и мы: одна половина генетического материала достается нам от отца, другая - от матери. Таким образом, мы являемся уникальным продуктом комбинаторики. Первые ископаемые свидетельства полового размножения встречаются в отложениях возрастом 540 миллионов лет. Этот механизм есть у всех позвоночных животных, однако некоторые виды решили от него отказаться. Например, среди армянских скальных ящериц (Darevskia armeniaca) нет самцов, только самовоспроизводящиеся самки. Их яйцеклетки способны развиваться в жизнеспособный эмбрион без оплодотворения, так их популяция и поддерживается. Благодаря им, собственно, и был открыт партеногенез - феномен "девственного размножения". Дальше ученые выяснили, что эти самые армянские ящерицы, технически говоря, не самостоятельный вид, а древний естественный гибрид двух других скальных ящериц. И когда их партеногенетические самки оказываются рядом с самцами их предков, они начинают вести себя так, будто вместе прошли все эволюционные тяготы и невзгоды. Возможно, периодическое пополнение генов из популяций видов-предков и позволило независимым армянским скальным ящеркам не дойти до вырождения.

Плодись, Форрест, плодись!

Смысл отбора не в том, чтобы вы или любой другой организм адаптировались к своей среде и прожили в ней долгую и счастливую жизнь, нет. Его задача - сделать так, чтобы вы могли оставить после себя как можно больше копий своих генов. Только этим определяется эволюционный успех. Возьмем, к примеру, нотобранхов Фурцера - этих небольших рыбок занесло жить в засушливые регионы. Да еще и в пересыхающие водоемы. Время жизни рыбы в таких условиях ограничено внешними факторами. Они умирают не от старости и не от зубов хищников, а от пересыхания места обитания. Но при этом популяции нотобранхов Фурцера успешно поддерживаются в таких условиях: они научились достигать половой зрелости на 14-й день после вылупления из икринки. Их основная цель не выжить, а как можно скорее отложить икру, которая может пережить сухой сезон, в грунт. Этим они и занимаются те 3-6 месяцев, что им отведены. Даже в тепличных, то есть в аквариумных, условиях эти рыбы не живут дольше года. Почему? Непонятно. Из-за этого они и стали модельным объектом для исследований старения и программируемой гибели.

Казнить, нельзя помиловать

Старение и смерть - тоже загадочный феномен. Согласно гипотезе феноптоза, эти явления возникли в эволюции, чтобы очищать популяции от изношенных особей и давать дорогу (а точнее, ресурсы) молодым. То есть старение и смерть - разворачивающаяся в процессе жизни программа, подобная прописанному в генах сценарию программируемой клеточной гибели - апоптозу. Верна ли эта гипотеза? Сказать пока сложно. Из жизненного опыта мы понимаем, что бессмертных нет. Но ученые могут возразить. Есть, например, здравствующая роща североамериканских осин Populus tremuloides - технически это одна клональная мужская особь возрастом 80 тысяч лет. Есть бессмертная медуза Turritopsis dohrnii, способная превращаться из медузы в полипа и обратно неограниченное число раз. Есть голые землекопы, у которых старение отключено. Но это скорее исключения из общего правила, в число которых мы, люди, не попали.

Скрутить в бараний рог

Слава отбору, нас хоть не скрутило! Представьте, что вас снабдили надежным панцирем, но при этом спирально закрутили все органы, чтобы упихнуть в него. Примерно так произошло с брюхоногими моллюсками - диковинными обладателями спиральных раковин. Их предки эволюционировали как двухсторонне симметричные линейные организмы: левая и правая половины червей, например, идентичны. От червей пошла эволюционная ветвь на моллюсков, один из классов которых забился в спиральную раковину. И в этой раковине закрутило все их внутренности: нервные тяжи и магистральные сосуды легли внахлест, внутренние органы сместились, органы из правой части уменьшились - выглядит это несколько неаккуратно. Но ведь работает, жить не мешает - и ладно. Есть в природе и симметричные брюхоногие моллюски с блюдцевидной раковиной, напоминающей колпачок. Но их меньшинство. Зоологи считают, что популярность турбоспирали обусловлена тем, что она обеспечивает большую прочность при равном с блюдцевидной раковиной объеме.

Противоречивое нововведение

Около 400 миллионов лет назад, когда спиральная раковина брюхоногих только начинала набирать популярность, на суше появились первые деревья. Точнее, древовидные хвощи, плауны и папоротники (некоторые из последних здравствуют и сегодня). Древовидными им позволил стать лигнин - сложное полимерное вещество, основной компонент стенок одревесневших клеток. Именно он обеспечивает древесным стволам прочность и позволяет вырастать выше 100 метров, ибо его ультраструктура сравнима с таковой у железобетона. Но вот незадача: тогда, 400 миллионов лет назад, никто из микроорганизмов не умел разлагать лигнин, из-за чего леса напоминали нагромождение бревен. И так было десятки миллионов лет до появления сначала у грибов, а потом и у бактерий ферментов, способных разлагать лигнин. А нам с того времени достался подарок - залежи каменного угля. Это есть не что иное, как неразложившиеся остатки растений девона и карбона.

Потеря союзников

Некоторые ученые считают, что лигнин как эволюционное приспособление появился для защиты растений от микрофлоры. Но некоторые из них менялись как бы в угоду другим.

Например, все те растения, что дают большие сочные плоды. Плоды становились все больше, сочнее и питательнее в надежде привлечь союзников - крупных млекопитающих. Взамен животные распространяли семена, прошедшие через кишечник, подальше от материнских особей. Так было и с авокадо, который старался быть максимально привлекательным для гигантских ленивцев. Но 6-10 тысяч лет назад последние гигантские ленивцы вымерли, и авокадо остался без партнера, в плотном контакте с которым прожил миллионы лет. И если бы не люди, по-видимому, истребившие тех самых гигантских ленивцев, авокадо и вовсе лишился бы дистрибьюторов: столь крупные семена не способно проглотить, а значит, и разнести по округе ни одно из ныне живущих южноамериканских животных. Человек и подавно не в состоянии проглотить что-либо размером почти с кулак, но ему, как единственному виду, освоившему сельское хозяйство, это и не нужно, чтобы распространять авокадо по всему свету на взаимовыгодных условиях.

Остаться младенцем, чтобы нравиться

Иногда вызывать умиление и получать взамен пропитание более выгодно, чем быть сильным и независимым. Так, например, кошки, чтобы нравиться людям, научились сохранять младенческие черты - мяуканье. Зоологи полагают, что исходно "мяу" было сигналом котенка матери: покорми, мол, меня. Вырастая, кошки переходят к самостоятельной охоте и забывают про сигнал, которым когда-то подзывали маму. Но долгое сожительство с человеком показало, что мяуканье - верный способ привлечь к себе внимание, добиться еды или ласки. Так среди взрослых домашних кошек закрепился стереотип младенческого поведения. Собаки стараются не отставать. В отличие от ближайших диких сородичей - волков, - они умеют двигать внутренним краем брови и делать жалостливый взгляд.

Нездоровая эволюция

Мы же, люди, над собаками, которые так стараются нам понравиться, знатно поиздевались. За 15 тысяч лет совместной жизни мы по каким только признакам не отбирали и какие только комбинации не скрещивали - вывели в итоге около 400 пород. Одни пасут, другие гонят дичь, третьи помогают в охоте на пушного зверя, четвертые - на птиц, пятые служат поводырями, шестые вынюхивают наркотики, а седьмые - взрывчатку… Но некоторые породы по нашей прихоти стали игрушками-инвалидами. Таксы страдают от проблем с позвоночником, а у пород с укороченной челюстью (мопсов, бульдогов, пекинесов) глаза порой выпадают из глазниц. Интересно, что произошло бы с этими породами, исчезни вдруг человек?..

Кот Шрёдингера Общество Наука Кот Шрёдингера