Эволюция: Неопровержимые доказательства

Оглавление

Чтобы разобраться с этими сложностями, Дарвин выдвинул собственную теорию. Он заявил, что распространение видов объясняется не творением, но эволюцией. Если растения и животные каким-то образом распространялись на большие расстояния и могли эволюционировать и порождать новые виды после распространения, то это вместе с происходившими в древности изменениями на поверхности Земли, например ледниковыми периодами, могло бы объяснить многие особенности биогеографии, которые ставили предшественников Дарвина в тупик.

Как выяснилось со временем, Дарвин был прав, но не совсем. Да, действительно, многие факты из области биогеографии становились понятны, только если поверить в эволюцию, расселение видов и изменения земной коры. Многие, но далеко не все. Крупные нелетающие птицы, такие как африканские страусы, нанду и эму, встречаются соответственно в Африке, Южной Америке и Австралии. Если у них всех был общий нелетающий предок, как они могли так широко распространиться? И почему на востоке Китая и на востоке Северной Америки, так далеко отстоящих друг от друга, встречаются одни и те же растения, например тюльпанное дерево и симплокарпус вонючий, которые не попадаются на промежуточных территориях?

Сейчас мы получили ответы на многие вопросы, на которые когда-то не удалось ответить Дарвину, и этим мы обязаны развитию двух областей, которые он и вообразить не мог: теории дрейфа континентов и молекулярной систематике. Дарвин принимал идею о том, что Земля со временем менялась, но даже представить не мог, насколько сильны были эти перемены. С 1960-х гг. ученые знают, что в прошлом география мира сильно отличалась от современной, поскольку гигантские суперконтиненты перемещались, соединялись и вновь расходились.

Примерно сорок лет назад мы начали накапливать сведения, полученные путем секвенирования ДНК и белков, которые рассказывают не только об эволюционных взаимоотношениях между видами, но и сообщают примерное время, когда эти виды отделились от общих предков. Эволюционная теория прогнозирует, а полученные данные подтверждают, что, по мере того как виды ответвлялись от общих предков, их ДНК менялись во времени в общем и целом равномерно. Мы можем использовать эти «молекулярные часы», сверяя их по ископаемым предкам современных видов, чтобы установить время отделения тех видов, которые плохо представлены в палеонтологической летописи.

При помощи «молекулярных часов» мы можем сопоставить эволюционные соотношения между видами с известными нам перемещениями континентов точно так же, как с движениями ледников и формированием настоящих сухопутных перемычек, таких как Панамский перешеек. Таким образом мы сможем узнать, совпадает ли по времени возникновение видов с появлением новых континентов и мест распространения. Эти новшества превратили биогеографию в масштабный детектив: при помощи разнообразных инструментов и как будто бы не связанных между собой фактов биологи могут вычислить, почему виды живут в определенных местах. Например, теперь мы знаем, что сходство между африканской и южноамериканской растительностью неудивительно, потому что их предки некогда населяли суперконтинент Гондвану, который разделился на несколько частей (нынешние Африку, Южную Америку, Индию, Мадагаскар и Антарктиду), и разделение это началось примерно 170 млн лет назад.

Каждый очередной шаг дедуктивного биогеографического расследования подтверждает эволюцию. Если бы виды не появились эволюционным путем, то их географическое распространение, как ископаемых, так и современных, не могло бы получить объяснения. Давайте сначала рассмотрим виды, которые обитают на континентах, а затем – обитателей островов, поскольку эти столь непохожие места обитания обеспечивают нам совершенно разные доказательства эволюции.

Континенты

Начнем с наблюдения, которое бросается в глаза каждому, кто много путешествует по миру. Если вы посетите две разные местности с похожими климатом и почвами, вы увидите там разные типы жизни. Возьмем, к примеру, пустыни. Многие растения пустынь относятся к суккулентам: у них наблюдается сочетание адаптивных признаков, таких как крупные мясистые стебли, позволяющие сохранять влагу, шипы, чтобы отваживать хищников, и маленькие листья или полное их отсутствие, что помогает предотвратить потерю влаги. Однако в разных пустынях произрастают разные типы суккулентов. Суккуленты Северной и Южной Америки относятся к семейству кактусовых. Однако в пустынях Азии, Австралии и Африки кактусовые не произрастают, и суккуленты принадлежат к совершенно другому семейству, а именно молочайных. Различие между двумя типами суккулентов легко заметить, потому что они по-разному цветут и у них разный сок: у кактусовых сок прозрачный и водянистый, а у молочайных – молочно-белый и горький. Но, несмотря на эти фундаментальные различия, кактусовые и молочайные могут быть очень похожи. У меня дома на подоконнике растут представители обоих семейств, и, если бы не таблички, гости бы их не различали.

Зачем бы верховному творцу помещать столь различные между собой растения с похожим обликом в разные части света, которые кажутся экологически одинаковыми? Не разумнее было бы поместить одинаковые виды растений в районы с одинаковым типом почвы и климата?

Возможно, вы возразите, что хотя пустыни и кажутся похожими, однако условия в них различаются незаметными, но существенными чертами, так что семейства кактусовых и молочайных были сотворены так, чтобы каждое было максимально приспособленным к своей среде обитания. Однако это объяснение не работает: когда кактусы завезли в пустыни Старого Света, где они изначально не произрастали, они там прекрасно прижились. Например, североамериканскую опунцию завезли в Австралию в начале 1800-х гг. первопоселенцы, планировавшие с ее помощью добывать красный краситель из насекомого под названием кошениль, который питается опунцией (краситель также называется кошениль и именно он придает персидским коврам глубокие оттенки темно-красного цвета). К XX в. опунция распространилась так широко, что стала настоящим бедствием: этот сорняк заполонил тысячи акров сельскохозяйственных угодий, а меры, принимаемые для борьбы с опунцией, были жестокими, но тщетными. Обуздать распространение опунции удалось лишь в 1926 г. с помощью кактусовой огневки: гусеницы этих бабочек живут и питаются на опунциях, эффективно ограничивая их численность. Это один из первых и наиболее успешных примеров биологического контроля. Так что опунции совершенно точно способны жить в австралийских пустынях, хотя природные суккуленты в этих краях принадлежат к молочайным.