Бесконечное число самых прекрасных форм. Новая наука эво-дево и эволюция царства животных

Созданные Шпеманом, Сондерсом и Нийхутом животные были рукотворными монстрами с удвоенными осями симметрии, с дополнительными пальцами или с измененным рисунком крыльев. На самом деле еще в 1894 г. Бэтсон в трактате "Материалы по изучению изменчивости" (Materials for the Study of Variation) описал и классифицировал целый ряд "монстров" с отсутствующими, лишними или измененными частями тела. Из различных музеев, коллекций и анатомических лабораторий со всей Европы Бэтсон собрал целый зверинец уродцев, среди которых были сосновый пилильщик и шмель с ногами вместо левой антенны, речной рак с дополнительным яйцеводом, бабочки с отсутствующими или дополнительными пятнами, лягушки с дополнительными или "неправильными" позвонками и многое другое (рис. 2.6). Бэтсон разделил обнаруженные им аномалии на две категории: с изменением числа повторяющихся элементов или с превращением одной части тела в подобие другой. Вторую категорию аномалий он назвал гомеозисными изменениями (от греч. слова homeos, что означает такой же или похожий). Этот термин стоит запомнить. На основании соответствующего материала Бэтсон хотел показать, что в природе происходят определенные морфологические скачки и что именно они могут быть основой эволюционных изменений. Сразу хочу заметить, что какой бы притягательной на первый взгляд ни казалась идея Бэтсона, биологи с достаточным на то основанием обычно утверждают, что такое скачкообразное развитие эволюции является очень и очень маловероятным. Само существование подобных вариаций вовсе не позволяет считать их основанием для возникновения новых видов. Скорее, наши знания говорят о том, что эти монстры почти наверняка являются ошибками и будут вычищены из популяции естественным отбором без малейшей возможности передать свои признаки потомкам. Это представление о "перспективных" монстрах, способных дать начало новым формам животных за один скачок, оказалось очень трудно развеять. Оно особенно прижилось в научно-популярных средствах массовой информации (несколько лет назад канал Би-би-си даже выпустил программу с таким названием — я тщетно пытался убедить продюсера, что эта теория опровергнута). Это соблазнительная идея, но она не имеет смысла. По ходу повествования мы с вами убедимся в том, что нет никаких оснований считать перспективных монстров агентами эволюции.

Рис. 2.6. Некоторые из монстров Бэтсона. Слева вверху представлен пример гомеозисной мутации у шмеля, в результате которой на месте одного усика у него появилась нога. Справа вверху: исчезновение пятен-глазков на крыле у бабочки. Внизу: варианты морфологии позвонков и их отростков у лягушки. Из книги У. Бэтсона "Материалы по изучению изменчивости" (Materials for the Study of Variation, 1894).

Основной недостаток коллекции Бэтсона, пожалуй, в том, что большинство ее экземпляров имели дефект лишь в одной паре структур. Эти необычные экспонаты были весьма редкими находками, и причина подобных дефектов была неизвестна. Важно было понять, например, являются ли эти уродства генетическими или же возникают в результате физического повреждения в процессе развития эмбриона (и поэтому не наследуются). Таким образом, информация, которую можно было извлечь из экспонатов Бэтсона, касалась не причин эволюции, а того, какую роль в эволюции может играть развитие. Как говорилось в одном из трудов Стивена Джея Гулда, повлиявших на смену направления моей научной деятельности, монстры Бэтсона "перспективны" для науки, но безнадежны как особи.

Сколько пальцев? Вариации числа пальцев: от Анны Болейн до бейсбольных питчеров

В коллекции Бэтсона присутствовали и человеческие уродства: здесь были люди с дополнительными ребрами, человек с лишними сосками, удивительная левая рука с восемью пальцами, расположенными симметричным образом, а также люди с лишними пальцами на одной или обеих руках (рис. 2.7). Этот последний дефект, называемый полидактилией, встречается не так уж редко, примерно у 5-17 из 10 000 живорожденных детей.

Рис. 2.7. Полидактилия у человека. Из книги У. Бэтсона "Материалы по изучению изменчивости", 1894.