Теории всего на свете

Как пройти путь от омара до кота?

Вы замечали, что «вена», которую рекомендуют извлечь из креветки, прежде чем ее съесть, не выделяет ничего хотя бы отдаленно похожего на кровь? Выходящая из нее слизь больше напоминает отходы пищеварения, не правда ли? Что ж, так оно и есть. Пищеварительная система креветки пролегает ближе к ее спине, и оттуда до нее легче всего добраться. Там же находится и сердце. Более того, точно так же обстоят дела у всех членистоногих. Членистоногие – тип животных, к которому относятся и насекомые. Кстати, если вам вдруг захочется отыскать главный нервный путь креветки, имейте в виду, что он проходит вдоль нижней ее части.

Нам кажется, что тут «всё наоборот», поскольку мы-то с вами относимся к хордовым, еще одному обширному типу в животном царстве. Спинной нерв хордовых проходит именно вдоль спины, а сердце и кишечник располагаются спереди. Схема устройства нашего тела словно зеркальна схеме устройства членистоногих, что отражает принципиальные различия между более крупными классификационными таксонами. Членистоногие принадлежат к протостомам, пищеварительные органы которых находятся «сзади», тогда как у дейтеростом (среди которых и мы, хордовые) эти органы – «спереди».

Биологи заметили это еще давным‑давно, когда натуралист Этьен Жоффруа Сент-Илер рассек омара, перевернул его и показал, что в таком положении «вверх ногами» расположение его внутренностей напоминает наше. Вопрос был лишь в том, как это получилось. Такой вопрос ученые начали особенно активно задавать после того, как получила широкое распространение дарвиновская теория естественного отбора. Как можно шаг за шагом пройти путь от «органов пищеварения сзади и спинного хребта спереди» к обратной ситуации? А главное, почему такой переход дает преимущества с эволюционной точки зрения – ведь иначе, как мы полагаем, он бы вообще не случился?

Конечно, биологи не воображали, будто нервный ствол пробрался наверх, вытесняя органы пищеварения, а новые пищеварительные органы сами собой сформировались внизу, поскольку это «требовалось» (впрочем, такую идею некоторое время пестовал один предприимчивый мыслитель). Долгое время лучшим, что могли предположить биологи, оставалась гипотеза, согласно которой схема устройства членистоногих и схема устройства хордовых были альтернативными путями эволюции для некоего первичного существа. А там уж процесс пошел случайным образом, как при игре в кости, полагали ученые.

Объяснение скучноватое. Более того, проблема в том, что молекулярная биология как никогда ясно показала: членистоногие и хордовые во многих деталях восходят к некоей общей схеме устройства тела. Маленькие сегменты креветки порождены теми же генами, что порождают и наш позвоночный столб – и т. п. И снова возникает старый вопрос: как же пройти путь от омара до кота? Сегодня многие биологи сходятся во мнении, которое сочетает в себе изящество, отголосок тайны, да еще и некоторую крупицу смирения.

Итак, полагают специалисты, какое-то древнее червеобразное водное существо со схемой устройства тела, напоминающей телесную схему членистоногих, начало плавать вверх тормашками. Некоторые создания действительно умеют так делать – скажем, солоноводная креветка, наша современница. Часто это происходит из‑за того, что в верхней и в нижней частях животное окрашено по-разному, и в результате перевертывания хищникам труднее различить хитроумную жертву. Таким образом, это существо получило бы эволюционные преимущества, если бы всегда плавало вверх тормашками. У него спинной хребет находился вверху, а органы пищеварения – внизу. Сама по себе история вполне милая, может быть, немного грустная, но в ней, по сути, нет ничего особенного. Представим себе теперь, что этот маленький червячок в ходе эволюции превратился в сегодняшних хордовых. Тут нет никакой натяжки, ведь самые примитивные из хордовых действительно похожи на червей: это ланцетники, напоминающие рыб лишь отдаленно. И если вы решите вскрыть такое существо, то обнаружите, что нервный тяж у него сзади, а не спереди.

Молекулярная биология все активнее демонстрирует, каким именно образом организмам может поступать сигнал о развитии «креветочной» или «кошачьей» схемы устройства тела. Похоже, нашлось и недостающее промежуточное звено – довольно мерзкие, зловонные существа, ползающие и кормящиеся на дне и именуемые кишечнодышащими. У них имеется и спинной, и брюшной нервный ствол, а органы пищеварения, похоже, находятся в процессе смещения вниз.

Поэтому причина того, что наш с вами хребет расположен сзади, вовсе не в том, что он, к примеру, препятствует нашему падению на спину. Бросьте кубик еще раз, и мы окажемся двуногими, чей позвоночный столб проходит спереди, как застежка-молния, и чьи кишки прячутся сзади, в спине (пожалуй, не такая уж плохая идея). Это объяснение так называемой дорсовентральной инверсии может служить еще одним доказательством того, как под действием естественного отбора могло возникнуть столь ошеломляющее многообразие форм жизни – от таких скромных прародителей. И наконец, трудно не воодушевиться, услышав научное объяснение того, почему такие первопроходцы, как Жоффри Сент-Илер, поначалу подвергались осмеянию.

Частенько, варя креветки, или разделывая омара, или представляя себе, каково мне было бы, заставь меня кто-нибудь рассечь кишечнодышащего червя, или похлопывая кота по пузу, или обнимая кого-нибудь, я ловлю себя на мысли, что все эти существа выстроены по единому плану, только вот тела кота и обнимаемого человека несут в себе наследие некоего червя, который плавал не так, как прочие, в докембрийском океане больше 350 миллионов лет назад. Мне всегда казалось, что это потрясающе.