Три возраста эволюции

Впрочем, так ли уж важно, под действием каких именно причин и сил идет эволюция? Главное – что она идет, что все наблюдаемые в современном мире живые существа – результат длительного исторического развития, и его можно восстановить, выяснив, кто кому родня и в каком колене. В ботанических и особенно зоологических работах того времени всходят целые джунгли филогенетических деревьев – схем эволюционного родства изучаемых организмов.

Подвергай все сравнению

Родство проявляется в сходстве строения, но сходство – не всегда признак родства. Скажем, листья рябины похожи на дистья некоторых папоротников. Но если на этом основании сделать вывод о родстве этих растений, то другие папоротники придется признать родичами... морозных узоров на стекле, удивительно похожих на их листья. С другой стороны, между стремительным кальмаром и мидией, лишенной глаз и конечностей и навечно приклеенной к камню, на первый взгляд нет ничего общего. Однако зоологи давно выяснили, что эти совершенно несходные существа представляют собой варианты одной базовой схемы: у каждого из них есть мускулистая нога (у кальмара – разделенная на десяток щупалец), облегающая тело мантия, раковина и другие характерные черты строения. Такие сопоставления – предмет сравнительной анатомии и морфологии, переживших во второй половине XIX века невиданный расцвет. В неменьшей степени это относилось и к палеонтологии, данные которой оказались еще более востребованы для реконструкции эволюционных связей.

Если к моменту выхода «Происхождения видов» сравнительная анатомия уже существовала века, а палеонтология – десятилетия, то третья бурно развивавшаяся отрасль биологии – сравнительная эмбриология – возникла именно как плод эволюционных идей.

В основе ее лежало наблюдение работавшего в Бразилии немецкого зоолога Фрица Мюллера: у зародыша любого более-менее сложного организма на определенных этапах развития можно наблюдать характерные черты его предков. Этот эффект, подтвержденный множеством исследований, возведенный одним из лидеров эволюционной биологии XIX века Эрнстом Геккелем в ранг «основного биогенетического закона» и знакомый всем по картинке из школьного учебника биологии, сделал эмбриологию инструментом для анализа эволюционных связей. Результаты применения этого инструмента оказались порой весьма нетривиальными: кто бы мог подумать, например, что асцидия – сидячее морское животное, похожее на мешок с двумя трубками для перекачки воды – окажется в прямом родстве с позвоночными? Ни палеонтология, ни сравнительная анатомия не давали оснований для такого сближения, но русский зоолог Александр Ковалевский, изучив развитие асцидии, обнаружил у нее свободно плавающую личинку – активное существо, обладающее хордой и спинной нервной трубкой. Вероятно, так и выглядели предки асцидий до перехода к сидячему образу жизни.

Сравнительные методы позволяли проследить «родственные связи» даже отдельных органов и структур. Стало ясно, например, почему у одного животного никогда не встречаются одновременно клыки и настоящие рога: оказалось, что это альтернативные варианты развития одного и того же эмбрионального зачатка.

Взгляд морфолога уверенно различал в птичьем пере – преобразованную чешую рептилий, в легких – вырост пищеварительного тракта рыбы, в электрическом органе южноамериканского угря – видоизмененные мышцы. Можно даже сказать, что основным содержанием тогдашних эволюционных исследований было выяснение происхождения конкретных форм – как групп живых организмов, так и характерных структур.

Это была вполне осмысленная и достойная исследовательская программа – не завершенная, кстати, и по сей день. Проблема была в том, что один и те же методы в руках разных исследователей нередко давали совершенно разный результат. Если, скажем, родственные связи между разными классами позвоночных были установлены довольно быстро и позднее лишь уточнялись, то происхождение позвоночных в целом было предметом самых фантастических гипотез: их выводили из кольчатых червей, червей-немертин, трилобитов, паукообразных, иглокожих и т. д. К рубежу XIX – XX веков интерес ученых к составлению эволюционных родословных изрядно увял, а применявшиеся для этого методы оказались основательно скомпрометированными. А в первые годы нового, ХХ века эволюционизм был атакован с совершенно неожиданной стороны.

Возраст второй: история генов

Как известно, элементарные механизмы наследственности были открыты австрийским естествоиспытателем-самоучкой Грегором Менделем всего через шесть лет после выхода «Происхождения видов». Однако его работа осталась совершенно незамеченной и не оказала никакого влияния на биологию XIX века.

Фактически генетика как наука родилась только в 1900 году, после переоткрытия менделевских законов – и сразу же противопоставила себя старой эволюционной теории.

«Закончилась эпоха парусных кораблей и теории Дарвина», – провозглашал один из пионеров генетики Уильям Бэтсон.